JP7398378B2 - End effector and method for driving tools guided by a surgical robotic system - Google Patents

End effector and method for driving tools guided by a surgical robotic system Download PDF

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Description

[関連出願の相互参照]
本特許出願は、それぞれ開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、2018年1月26日出願の米国仮特許出願第62/622,306号および2018年10月12日出願の米国仮特許出願第62/744,878号に対する優先権および利益を主張する。
[Cross reference to related applications]
This patent application is filed under U.S. Provisional Patent Application No. 62/622,306 filed January 26, 2018 and U.S. Claims priority and interest in Provisional Patent Application No. 62/744,878.

手術用ロボットシステムは、多くの場合、様々なタイプの手術処置を実施する医療従事者を支援するために使用される。この目的で、外科医は、手術中に様々なツール、構成要素、プロテーゼなどの案内、位置決め、移動、作動、または他の方法の操作を行うために、手術用ロボットを使用することができる。 Surgical robotic systems are often used to assist medical personnel in performing various types of surgical procedures. To this end, surgeons may use surgical robots to guide, position, move, actuate, or otherwise manipulate various tools, components, prostheses, etc. during surgery.

手術用ロボットは、複数の異なるタイプの手術処置を実行する外科医を支援するために使用することができることが理解されよう。実例として、手術用ロボットは、患者の移動性の改善、痛みの軽減、後の負傷または損傷リスクの緩和などを助けることなどのために、患者の体の1つまたは複数の部分の矯正、安定化、切除、または置換を伴う処置で一般に使用される。 It will be appreciated that surgical robots can be used to assist surgeons in performing several different types of surgical procedures. By way of illustration, surgical robots can correct, stabilize, or stabilize one or more parts of a patient's body, such as to help improve patient mobility, reduce pain, reduce the risk of subsequent injury or damage, etc. Commonly used in procedures involving conversion, excision, or replacement.

説明的な例として、多くのタイプの脊椎処置(例えば、後方経路腰椎椎体間固定術「PLIF」)において、ロボットシステムは、有利には、患者の脊椎の椎骨内の個別の位置で椎弓根スクリューの適切な設置を容易にすることを助ける。椎弓根スクリューは、固定具として働き、典型的に、追加の固定ハードウェア(例えば、安定化ロッド)と協働して、固定された椎骨間の動きを制限し、それにより、隣接する椎骨間に配置された骨移植片をともにうまく固定することができることを確実にすることを助ける。 As an illustrative example, in many types of spinal procedures (e.g., posterior pathway lumbar interbody fusion "PLIF"), a robotic system advantageously performs lumbar lamina at discrete locations within the vertebrae of a patient's spine. Helps facilitate proper placement of root screws. Pedicle screws act as fixators and typically work in conjunction with additional fixation hardware (e.g., stabilizing rods) to limit movement between the fixed vertebrae, thereby allowing adjacent vertebrae to It helps to ensure that the intervening bone graft can be successfully fixed together.

患者が椎弓根スクリューの配置を伴う手術を必要とするとき、患者の解剖学的構造(例えば、患者の脊椎の椎骨)の視覚化を助けるために、術前撮像および/または術中撮像が外科医によって利用されることが多い。外科医は、典型的に、患者の解剖学的構造から捕捉した画像、画像から作成した3Dモデルなどの術前撮像に基づいて、椎弓根スクリューをどこに配置するかを計画する。計画は、術前画像および/または3Dモデル内で所望の姿勢を識別することなどによって、椎弓根スクリューを配置すべき特定の椎骨に対する各椎弓根スクリューの所望の位置および方位(すなわち、姿勢)を判定することを含む。設定された後、計画は、実行のためにロボットシステムへ伝達される。 When a patient requires surgery involving the placement of pedicle screws, preoperative and/or intraoperative imaging may be performed by the surgeon to help visualize the patient's anatomy (e.g., the vertebrae of the patient's spine). often used by. Surgeons typically plan where to place pedicle screws based on preoperative imaging, such as images captured of the patient's anatomy and 3D models created from the images. Planning determines the desired position and orientation (i.e., posture) of each pedicle screw relative to the particular vertebra in which it is to be placed, such as by identifying the desired posture in preoperative images and/or a 3D model. ). Once set, the plan is communicated to the robotic system for execution.

典型的に、ロボットシステムは、ロボットアームを有する手術用ロボットを備え、ロボットアームは、配置すべき椎弓根スクリューの所望の方位と位置合わせされた所望の軌道に沿って、患者の上にツールガイドを位置決めする。ロボットシステムはまた、ロボットアームが外科医の計画に従って所望の軌道に沿ってツールガイドを位置決めすることができるように、患者の解剖学的構造に対するツールガイドの位置を判定するためのナビゲーションシステムを備える。いくつかの場合、ナビゲーションシステムは、手術用ロボットおよび患者の体に取り付けられた追跡デバイスを含み、したがって、ロボットシステムは、所望の軌道を維持するように必要に応じてツールガイドを動的に動かすことによって、手術処置中の動きを監視し、それに応答することができる。 Typically, the robotic system comprises a surgical robot having a robotic arm that moves the tool over the patient along a desired trajectory aligned with the desired orientation of the pedicle screw to be placed. Position the guide. The robotic system also includes a navigation system for determining the position of the tool guide relative to the patient's anatomy so that the robotic arm can position the tool guide along a desired trajectory according to the surgeon's plan. In some cases, the navigation system includes a surgical robot and a tracking device attached to the patient's body, such that the robotic system dynamically moves the tool guide as necessary to maintain the desired trajectory. This allows movement during a surgical procedure to be monitored and responded to.

低侵襲手術技法では、ツールガイドが所望の軌道と位置合わせされた後、外科医は概して、手術部位の椎骨に隣接して患者の体に作られた切開部内へ延びるツールガイドによって、カニューレを位置決めする。次いで外科医は、手持ち式ドリルにドリルビットを取り付け、ドリルビットをカニューレ内へ挿入し、ドリルを作動させて、椎弓根スクリューのためのパイロット孔を形成する。次いで外科医は、ドリルビットを取り外し、次に手持ち式動力伝達具によって椎弓根スクリューをパイロット孔内の定位置へ駆動して、椎弓根スクリューを椎骨内へ設置する。 In minimally invasive surgical techniques, after the tool guide is aligned with the desired trajectory, the surgeon generally positions the cannula with the tool guide extending into an incision made in the patient's body adjacent to the vertebrae at the surgical site. . The surgeon then attaches a drill bit to a handheld drill, inserts the drill bit into the cannula, and activates the drill to form a pilot hole for the pedicle screw. The surgeon then installs the pedicle screw into the vertebra by removing the drill bit and then driving the pedicle screw into position within the pilot hole by the hand-held power transmission.

上述したタイプの脊椎手術技法では、ロボットアームはあまり十分に利用されておらず、パイロット孔の形成または椎弓根スクリューを実際に設置することにほとんどまたはまったく関与していない。さらに、軌道を維持することができる手術用システムの能力によってもたらされる利点にもかかわらず、従来の低侵襲技法では、単一の椎弓根スクリューを設置するときにロボットアームの位置を何度か変える必要があることが多い。この位置変えの頻度および程度は、とりわけ、利用されている手術技法の特有のタイプ、外科医の好み、ならびに椎弓根スクリュー、ガイドツール、ドリル、および手術用ロボット自体の構成に依存する。 In spinal surgical techniques of the type described above, robotic arms are underutilized and have little or no involvement in forming pilot holes or actually placing pedicle screws. Additionally, despite the benefits offered by the ability of a surgical system to maintain trajectory, traditional minimally invasive techniques do not allow for multiple positions of the robotic arm when placing a single pedicle screw. Often needs to be changed. The frequency and extent of this repositioning depends on, among other things, the specific type of surgical technique being utilized, surgeon preference, and the configuration of the pedicle screws, guide tools, drills, and surgical robot itself.

さらに、単一の手術中に通常は複数の椎弓根スクリューが設置される(例えば、2つの隣接する椎骨の左右の椎体間固定術では合計4つの椎弓根スクリューが用いられることが多い)ため、外科医の手法を邪魔することなく異なる軌道間でロボットアームを効率的に関節動作させることが困難になる可能性がある。さらに、いくつかの状況では、異なる軌道間での実現および/または各軌道に沿った一貫した手法の外科医への提供のために、ロボットアームの必要な関節動作を実行することができないとき、手術用ロボット自体の位置を患者の体に対して変なければならないことがある。 Additionally, multiple pedicle screws are typically placed during a single procedure (e.g., a left and right interbody fusion of two adjacent vertebrae often involves a total of four pedicle screws). ), which can make it difficult to efficiently articulate the robotic arm between different trajectories without interfering with the surgeon's technique. Additionally, in some situations, when it is not possible to perform the required articulation movements of the robotic arm to achieve between different trajectories and/or to provide the surgeon with a consistent approach along each trajectory, the surgical The robot itself may need to be repositioned relative to the patient's body.

したがって、これらの問題の1つまたは複数に対処することが、当技術分野で依然として必要とされている。 Accordingly, there remains a need in the art to address one or more of these issues.

本開示は、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位でツールを駆動するエンドエフェクタを提供する。エンドエフェクタは、手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器とを備える。エンドエフェクタはまた、回転機器からの回転を第1の軸とは異なる第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、および第2の軸の周りを回転するようにツールを解放可能に固定するように構成されたコネクタを有する駆動アセンブリを備える。エンドエフェクタはまた、使用者の手を支持するグリップ、および回転機器と連係する入力操作具を有する操作具アセンブリを備える。入力操作具は、使用者によって係合されると、回転機器を駆動してツールを第2の軸の周りで回転させるように配置される。エンドエフェクタはまた、駆動アセンブリと連係する手動インターフェースを備える。手動インターフェースは、使用者から印加された力を受け取り、ツールを第2の軸の周りで回転させるための回転トルクに変換するように配置される。 The present disclosure provides an end effector that drives a tool at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot. The end effector includes a fixture adapted to be attached to a surgical robot and a rotary instrument coupled to the fixture and comprising an actuator configured to generate a rotational torque about a first axis. . The end effector also includes a gear train that converts rotation from the rotating equipment into rotation about a second axis that is different from the first axis, and a gear train that releasably secures the tool for rotation about the second axis. a drive assembly having a connector configured to. The end effector also includes a handle assembly having a grip that supports a user's hand and an input handle that interfaces with the rotating equipment. The input manipulator is arranged to, when engaged by a user, drive the rotary instrument to rotate the tool about the second axis. The end effector also includes a manual interface that interfaces with the drive assembly. The manual interface is arranged to receive applied force from a user and convert it into rotational torque for rotating the tool about the second axis.

本開示はまた、手術用ロボットによって選択的に維持される異なる軌道に沿って手術部位でツールを駆動するエンドエフェクタを提供する。エンドエフェクタは、手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器とを備える。エンドエフェクタはまた、回転機器からの回転を第1の軸とは異なる第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、および第2の軸の周りを回転するようにツールを解放可能に固定するように構成されたコネクタを有する駆動アセンブリを備える。結合器が回転機器に動作可能に取り付けられ、この結合器は、手術用ロボットによって維持される異なる軌道に沿って第2の軸を回転機器に対して選択的に位置決めするために、駆動アセンブリを回転機器に複数の方位で解放可能に固定するように構成される。 The present disclosure also provides an end effector that drives a tool at a surgical site along different trajectories that are selectively maintained by a surgical robot. The end effector includes a fixture adapted to be attached to a surgical robot and a rotary instrument coupled to the fixture and comprising an actuator configured to generate a rotational torque about a first axis. . The end effector also includes a gear train that converts rotation from the rotating equipment into rotation about a second axis that is different from the first axis, and a gear train that releasably secures the tool for rotation about the second axis. a drive assembly having a connector configured to. A coupler is operably attached to the rotating instrument, the coupler coupling the drive assembly to selectively position the second axis relative to the rotating instrument along different trajectories maintained by the surgical robot. Configured to releasably secure to rotating equipment in multiple orientations.

本開示はまた、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位でツールを駆動するエンドエフェクタを提供し、ツールは、インターフェース端および作業端を有する。エンドエフェクタは、手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータとを備える。エンドエフェクタはまた、駆動アセンブリを備え、駆動アセンブリは、アクチュエータからの第1の軸の周りの回転を第2の軸の周りの回転に変換するギアトレインと、第2の軸の周りを回転するように支持された駆動導管と、第2の軸の周りを同時に回転するようにツールを解放可能に固定するように駆動導管に動作可能に取り付けられた第1の回転係止具と、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って駆動導管と同時に並進するようにツールを解放可能に固定する軸方向係止具とを備える。軸方向係止具は、第2の軸に沿った駆動アセンブリとツールとの間の相対運動が可能である解放形態と、第2の軸に沿った駆動アセンブリとツールとの間の相対運動が制限されるロック形態との間で動作可能である。 The present disclosure also provides an end effector for driving a tool at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the tool having an interface end and a working end. The end effector includes a fixture adapted to be attached to a surgical robot and an actuator coupled to the fixture and configured to generate rotational torque about a first axis. The end effector also includes a drive assembly that rotates about the second axis and a gear train that converts rotation about the first axis from the actuator into rotation about the second axis. a first rotational lock operatively attached to the drive conduit to releasably secure the tool for simultaneous rotation about a second axis; and an axial stop that releasably secures the tool for simultaneous translation with the drive conduit along a trajectory maintained by the robot. The axial catch has a release configuration that allows for relative movement between the drive assembly and the tool along the second axis, and a release configuration that allows for relative movement between the drive assembly and the tool along the second axis. Operable between restricted lock configurations.

本開示はまた、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位に対してツールを案内するエンドエフェクタを提供し、ツールは、第1のツールと、第1のツールとは異なる第2のツールとを含む。エンドエフェクタは、手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器とを備える。エンドエフェクタはまた、回転機器からの第1の軸の周りの回転を第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、ギアトレインと回転連係して、第1の駆動比で第2の軸の周りを同時に回転するように第1のツールを解放可能に固定するように配置された第1の回転係止具、ギアトレインと連係して、第1の駆動比とは異なる第2の駆動比で第2の軸の周りを同時に回転するように第2のツールを解放可能に固定するように配置された第2の回転係止具、ならびに手術用ロボットによって維持される軌道に沿って駆動アセンブリと同時に並進するように第1のツールおよび第2のツールのうちの一方を解放可能に固定する軸方向係止具を有する駆動アセンブリを備える。軸方向係止具は、第2の軸に沿った駆動アセンブリと固定ツールとの間の相対運動が可能である解放形態と、第2の軸に沿った駆動アセンブリと固定ツールとの間の相対運動が制限されるロック形態との間で動作可能である。 The present disclosure also provides an end effector for guiding a tool relative to a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the tool including a first tool and a second tool different from the first tool. including tools. The end effector includes a fixture adapted to be attached to a surgical robot and a rotary instrument coupled to the fixture and comprising an actuator configured to generate a rotational torque about a first axis. . The end effector also includes a gear train that converts rotation about the first axis from the rotating equipment into rotation about the second axis, the end effector being rotationally coupled with the gear train to convert rotation about the first axis from the rotating equipment into rotation about the second axis at the first drive ratio. a first rotational stop arranged to releasably secure the first tool for simultaneous rotation about the first tool; a second drive in conjunction with the gear train that is different than the first drive ratio; a second rotational stop positioned to releasably secure the second tool for simultaneous rotation about a second axis at a ratio and driven along a trajectory maintained by the surgical robot; A drive assembly is provided having an axial stop releasably securing one of the first tool and the second tool for simultaneous translation with the assembly. The axial lock has a release configuration that allows for relative movement between the drive assembly and the fixed tool along the second axis and a relative movement between the drive assembly and the fixed tool along the second axis. Operable between locked configurations with limited movement.

本開示はまた、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位でツールを駆動するエンドエフェクタを提供し、ツールは、第1のツールと、第1のツールとは異なる第2のツールとを含む。エンドエフェクタは、手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器とを備える。エンドエフェクタはまた、回転機器からの回転を第1の軸とは異なる第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、第2の軸の周りを回転するように第1のツールおよび第2のツールのうちの一方を解放可能に固定するように構成されたコネクタ、ならびに回転機器とコネクタとの間で回転連係するように介在する伝動装置を有する駆動アセンブリを備える。伝動装置は、第1のギアセット、第2のギアセット、および変換カラーを備え、変換カラーは、変換カラーが第1のギアセットに係合して、第1の駆動比で回転機器とコネクタとの間で回転を変換する第1のカラー位置と、変換カラーが第2のギアセットに係合して、第1の駆動比とは異なる第2の駆動比で回転機器とコネクタとの間で回転を変換する第2のカラー位置との間を動くように配置される。 The present disclosure also provides an end effector for driving a tool at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the tool having a first tool and a second tool different from the first tool. including. The end effector includes a fixture adapted to be attached to a surgical robot and a rotary instrument coupled to the fixture and comprising an actuator configured to generate a rotational torque about a first axis. . The end effector also includes a gear train that converts rotation from the rotating equipment into rotation about a second axis that is different from the first axis, the first tool and the second tool for rotation about the second axis. a drive assembly having a connector configured to releasably secure one of the tools, and a transmission interposed for rotational communication between the rotating device and the connector. The transmission includes a first gear set, a second gear set, and a conversion collar, the conversion collar engaging the first gear set to connect the rotating equipment and the connector at a first drive ratio. a first collar position for converting rotation between the rotating equipment and the connector, the conversion collar engaging a second gear set to provide a second drive ratio different than the first drive ratio between the rotating equipment and the connector; and a second collar position for rotational transformation.

本開示はまた、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位にパイロット孔を形成する方法を提供する。この方法は、アクチュエータ、駆動アセンブリ、手動インターフェース、および操作具アセンブリを支持するエンドエフェクタを手術用ロボットに取り付けることを含む。この方法はまた、第2の軸に沿って駆動アセンブリに回転切断ツールを取り付けることと、第2の軸を軌道と位置合わせして、回転切断ツールを手術部位に位置決めすることと、操作具アセンブリに係合して、アクチュエータによって第1の軸の周りに回転トルクを生成し、駆動アセンブリによってアクチュエータからの第1の軸の周りのトルクを変換して、回転切断ツールを第2の軸の周りで回転させることとを含む。この方法はまた、手術部位で軌道に沿って回転切断ツールを第1の深さまで前進させることと、第1の軸の周りの回転を中止することと、手動インターフェースを提示するように操作具アセンブリを位置決めすることと、手動インターフェースに力を印加して、回転切断ツールを第2の軸の周りで回転させることと、手術部位で軌道に沿って回転切断ツールを第1の深さより大きい第2の深さまで前進させることとを含む。 The present disclosure also provides a method of forming a pilot hole in a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot. The method includes attaching an end effector supporting an actuator, a drive assembly, a manual interface, and a manipulator assembly to a surgical robot. The method also includes attaching a rotary cutting tool to the drive assembly along a second axis, aligning the second axis with a trajectory to position the rotary cutting tool at a surgical site, and a manipulator assembly. to generate a rotational torque about the first axis by the actuator and convert the torque about the first axis from the actuator by the drive assembly to rotate the rotary cutting tool about the second axis. and rotating with. The method also includes advancing a rotary cutting tool along a trajectory at a surgical site to a first depth, ceasing rotation about a first axis, and providing a manual interface to a manipulator assembly. applying a force to the manual interface to rotate the rotary cutting tool about a second axis; and controlling the rotary cutting tool along a trajectory at the surgical site to a second depth greater than the first depth. and advancing to a depth of .

本開示はまた、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位に固定具を設置する方法を提供する。この方法は、アクチュエータ、駆動アセンブリ、手動インターフェース、および操作具アセンブリを支持するエンドエフェクタを手術用ロボットに取り付けることを含む。この方法はまた、第2の軸に沿って駆動アセンブリにツールを取り付けることと、固定具をツールに取り付けることと、第2の軸を軌道と位置合わせして、固定具を手術部位に隣接して位置決めすることと、操作具アセンブリに係合して、アクチュエータによって第1の軸の周りに回転トルクを生成し、駆動アセンブリによってアクチュエータからの第1の軸の周りのトルクを変換して、ツールおよび固定具を第2の軸の周りで回転させることとを含む。この方法はまた、手術部位で軌道に沿ってツールおよび固定具を第1の深さまで前進させることと、第1の軸の周りの回転を中止することと、手動インターフェースを提示するように操作具アセンブリを位置決めすることと、手動インターフェースに力を印加して、ツールおよび固定具を第2の軸の周りで回転させることと、手術部位で軌道に沿って固定具を第1の深さより大きい第2の深さまで前進させることとを含む。 The present disclosure also provides a method of installing a fixture at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot. The method includes attaching an end effector supporting an actuator, a drive assembly, a manual interface, and a manipulator assembly to a surgical robot. The method also includes attaching the tool to the drive assembly along a second axis, attaching the fixture to the tool, and aligning the second axis with the trajectory to position the fixture adjacent the surgical site. positioning the tool by engaging the handle assembly to generate a rotational torque about the first axis by the actuator and converting the torque about the first axis from the actuator by the drive assembly; and rotating the fixture about the second axis. The method also includes advancing the tool and fixture along a trajectory at the surgical site to a first depth, ceasing rotation about the first axis, and controlling the operating tool to present a manual interface. positioning the assembly; applying a force to the manual interface to rotate the tool and the fixture about a second axis; and moving the fixture along a trajectory at the surgical site to a depth greater than the first depth. and advancing to a depth of 2.

本開示はまた、手術用ロボットによって維持されるそれぞれ第1および第2の軌道に沿って手術部位に第1および第2の固定具を設置する方法を提供する。この方法は、アクチュエータ、駆動アセンブリ、手動インターフェース、および操作具アセンブリを支持するエンドエフェクタを手術用ロボットに取り付けることを含む。この方法はまた、第2の軸に沿って駆動アセンブリにツールを取り付けることと、第1の固定具をツールに取り付けることと、第2の軸を第1の軌道と位置合わせして、第1の固定具を手術部位に隣接して位置決めすることと、操作具アセンブリに係合して、アクチュエータによって第1の軸の周りに回転トルクを生成し、駆動アセンブリによってアクチュエータからの第1の軸の周りのトルクを変換して、ツールおよび第1の固定具を第2の軸の周りで回転させることとを含む。この方法はまた、手術部位で第1の軌道に沿ってツールおよび第1の固定具を第1の深さまで前進させることと、第1の軸の周りの回転を中止することと、手動インターフェースを提示するように操作具アセンブリを位置決めすることと、手動インターフェースに力を印加して、ツールおよび第1の固定具を第2の軸の周りで回転させることと、手術部位で第1の軌道に沿ってツールおよび第1の固定具を第1の深さより大きい第2の深さまで前進させることとを含む。この方法は、第1の固定具をツールから解放することと、第2の固定具をツールに取り付けることと、第2の軸を第2の軌道と位置合わせして、第2の固定具を手術部位に隣接して位置決めすることと、操作具アセンブリに係合して、アクチュエータによって第1の軸の周りに回転トルクを生成することと、駆動アセンブリによってアクチュエータからの第1の軸の周りのトルクを変換して、ツールおよび第2の固定具を第2の軸の周りで回転させることとをさらに含む。この方法は、手術部位で第2の軌道に沿ってツールおよび第2の固定具を第3の深さまで前進させることと、第1の軸の周りの回転を中止することと、手動インターフェースを提示するように操作具アセンブリを位置決めすることと、手動インターフェースに力を印加して、ツールおよび第2の固定具を第2の軸の周りで回転させることと、手術部位で第2の軌道に沿ってツールおよび第2の固定具を第3の深さより大きい第4の深さまで前進させることとをさらに含む。 The present disclosure also provides a method of installing first and second fixtures at a surgical site along first and second trajectories, respectively, maintained by a surgical robot. The method includes attaching an end effector supporting an actuator, a drive assembly, a manual interface, and a manipulator assembly to a surgical robot. The method also includes attaching the tool to the drive assembly along a second axis, attaching the first fixture to the tool, and aligning the second axis with the first track so that the first positioning the fixture adjacent the surgical site and engaging the manipulator assembly to generate a rotational torque about the first axis by the actuator and rotating the first axis from the actuator by the drive assembly. transforming the torque about the tool and the first fixture to rotate the tool and the first fixture about the second axis. The method also includes advancing the tool and the first fixture to a first depth along a first trajectory at the surgical site, ceasing rotation about the first axis, and providing a manual interface. positioning the manipulator assembly to present and applying a force to the manual interface to rotate the tool and the first fixture about a second axis and into the first trajectory at the surgical site; and advancing the tool and the first fixture along the depth to a second depth that is greater than the first depth. The method includes releasing a first fixture from a tool, attaching a second fixture to the tool, aligning a second axis with a second track, and moving the second fixture to the tool. positioning adjacent the surgical site; engaging the manipulator assembly to generate rotational torque about the first axis by the actuator; and generating rotational torque from the actuator about the first axis by the drive assembly. and converting the torque to rotate the tool and the second fixture about the second axis. The method includes advancing a tool and a second fixture to a third depth along a second trajectory at a surgical site, ceasing rotation about a first axis, and presenting a manual interface. and applying a force to the manual interface to rotate the tool and the second fixture about a second axis along a second trajectory at the surgical site. advancing the tool and the second fixture to a fourth depth that is greater than the third depth.

本開示の実施形態の他の特徴および利点は、添付の図面と併せて次の説明を読めばよりよく理解されるため、容易に評価されよう。 Other features and advantages of embodiments of the present disclosure will be better understood and easily appreciated upon reading the following description in conjunction with the accompanying drawings.

患者の体の手術部位に隣接して軌道に沿ってツールが固定された、本開示の第1の実施形態によるエンドエフェクタを支持するロボットアームを有する手術用ロボットを備える手術用システムの斜視図である。1 is a perspective view of a surgical system comprising a surgical robot having a robotic arm supporting an end effector according to a first embodiment of the present disclosure, with a tool fixed along a trajectory adjacent to a surgical site on a patient's body; FIG. be. 第1の軌道に沿って支持されたツールを示した、図1のエンドエフェクタ、ツール、および患者の体の一部分の斜視図である。2 is a perspective view of the end effector, tool, and portion of the patient's body of FIG. 1 showing the tool supported along a first trajectory; FIG. 第2の軌道に沿って支持されたツールを示した、図2Aのエンドエフェクタ、ツール、および患者の体の一部分の別の斜視図である。2B is another perspective view of the end effector, tool, and patient's body portion of FIG. 2A showing the tool supported along a second trajectory; FIG. 第3の軌道に沿って支持されたツールを示した、図2A~図2Bのエンドエフェクタ、ツール、および患者の体の一部分の別の斜視図である。2B is another perspective view of the end effector, tool, and patient body portion of FIGS. 2A-2B showing the tool supported along a third trajectory; FIG. 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持し、結合器を有する取付具と、回転機器の結合器に取り付けられ、第2の軸の周りを回転するようにツールを支持する駆動アセンブリと、グリップおよび入力操作具を有し、入力操作具が、使用者によって係合されると回転機器を駆動するように配置された、操作具アセンブリと、力を受け取って、ツールを第2の軸の周りで回転させる手動インターフェースと、手動インターフェースに係合するハンドルアセンブリとを備えるエンドエフェクタを示した、図1~図2Cのエンドエフェクタの斜視図である。a fixture that supports a rotating equipment to generate a torque about a first axis and has a coupler; and a fixture that is attached to the coupler of the rotating equipment and supports a tool for rotation about a second axis. a drive assembly having a grip and an input control, the input control being arranged to drive the rotating equipment when engaged by a user; 2C is a perspective view of the end effector of FIGS. 1-2C showing the end effector with a manual interface for rotation about a second axis and a handle assembly that engages the manual interface. FIG. 駆動アセンブリが、ハンドルアセンブリの下で回転機器から隔置され、駆動アセンブリに解放可能に取り付けられるように構成された2つのツールから隔置されていることを示し、ツールのうちの一方が、ドリルビットを有する回転切断ツールとして示され、ツールのうちの他方が、固定具を支持する回転駆動ツールとして示されている、図3のエンドエフェクタの部分分解斜視図である。The drive assembly is spaced from the rotating equipment below the handle assembly and is spaced from two tools configured to be releasably attached to the drive assembly, one of the tools being spaced apart from the rotating equipment and configured to be releasably attached to the drive assembly; 4 is a partially exploded perspective view of the end effector of FIG. 3 shown as a rotary cutting tool with a bit, the other of the tools being shown as a rotary drive tool supporting a fixture; FIG. 第1および第2の軌道が、棘突起に対して左右に配置され、椎孔および脊髄の両側でそれぞれの椎弓根を通って椎体内へ延びていることを示し、固定具が、第1の軌道に沿って設置され、ドリルビットが、椎骨に隣接して位置決めされた第2の軌道に沿って案内されていることを示した、図1~図4の手術用システムによって実行される低侵襲脊椎固定技法に関連する患者の椎骨を横断方向に切り取った手術部位の説明図である。first and second trajectories are shown disposed bilaterally with respect to the spinous process and extend into the vertebral body through the respective pedicles on either side of the vertebral foramen and spinal cord; 1 and a drill bit guided along a second trajectory positioned adjacent to a vertebra. FIG. 2 is an illustration of a surgical site in a transverse section of a patient's vertebrae associated with a minimally invasive spinal fusion technique. ドリルビットが、第2の軌道に沿って椎骨を貫通し、椎弓根を通って椎体内へ延びる第1の深さのパイロット孔を形成することを示した、図5Aの手術部位の別の説明図である。Another surgical site in FIG. 5A showing the drill bit forming a first depth pilot hole extending through the vertebra along a second trajectory and into the vertebral body through the pedicle. FIG. ドリルビットが、軌道に沿ってさらに前進し、さらに椎体内へ第2の深さのパイロット孔を形成することを示した、図5A~図5Bの手術部位の別の説明図である。5A-5B is another illustration of the surgical site of FIGS. 5A-5B showing the drill bit further advanced along the trajectory to further form a second depth pilot hole into the vertebral body; FIG. ドリルビットが、パイロット孔から取り外され、固定具が、椎骨に隣接して位置決めされた第2の軌道に沿って案内される回転駆動ツールによって支持されていることを示した、図5A~図5Cの手術部位の別の説明図である。5A-5C showing the drill bit removed from the pilot hole and the fixator supported by a rotary drive tool guided along a second trajectory positioned adjacent the vertebrae; FIG. FIG. 2 is another explanatory diagram of the surgical site. 固定具が、第2の軌道に沿って第3の深さまで椎骨内に設置されていることを示した、図5A~図5Dの手術部位の別の説明図である。5A-5D is another illustration of the surgical site of FIGS. 5A-5D showing the fixator being installed into the vertebra along a second trajectory to a third depth; FIG. 固定具が、第2の軌道に沿って第4の深さまで椎骨内に設置されていることを示した、図5A~図5Eの手術部位の別の説明図である。5A-5E is another illustration of the surgical site of FIGS. 5A-5E showing the fixator being installed into the vertebra along a second trajectory to a fourth depth; FIG. 固定具が、それぞれの軌道に沿って椎骨内に設置されていることを示した、図5A~図5Fの手術部位の別の説明図である。5A-5F is another illustration of the surgical site of FIGS. 5A-5F showing fixators being placed within the vertebrae along their respective trajectories; FIG. 図1~図5Fの固定具を支持するツールの斜視図である。5F is a perspective view of a tool supporting the fixture of FIGS. 1-5F; FIG. 図1~図6の固定具を支持するツールの上面図である。7 is a top view of a tool supporting the fixture of FIGS. 1-6; FIG. 図7の線8-8に沿って切り取った断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of FIG. 7. FIG. 図1~図8の固定具から隔置されて示されているツールの分解斜視図である。9 is an exploded perspective view of the tool shown spaced apart from the fixture of FIGS. 1-8; FIG. 操作具アセンブリが、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、グリップおよび入力操作具が、駆動アセンブリに隣接して手動インターフェースの上に配置されていることを示した、図1~図4のエンドエフェクタの斜視図である。The end of FIGS. 1-4 showing the handle assembly positioned in the first handle assembly position, with the grip and input handle positioned adjacent the drive assembly and above the manual interface. FIG. 3 is a perspective view of an effector. 操作具アセンブリが、第2の操作具アセンブリ位置に配置され、グリップおよび入力操作具が、ハンドルアセンブリによる係合のために手動インターフェースを提示するように動かされていることを示した、図10Aのエンドエフェクタの別の斜視図である。FIG. 10A shows the handle assembly positioned in a second handle assembly position and the grip and input handle moved to present a manual interface for engagement by the handle assembly. FIG. 3 is another perspective view of the end effector. 操作具アセンブリが、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、結合器が、駆動アセンブリを第1の方位で支持していることを示した、図10A~図10Bのエンドエフェクタの正面図である。10B is a front view of the end effector of FIGS. 10A-10B with the handle assembly positioned in a first handle assembly position and the coupler supporting the drive assembly in a first orientation; FIG. . 操作具アセンブリが、第2の操作具アセンブリ位置に配置され、結合器が、駆動アセンブリを第1の方位で支持し、ハンドルアセンブリが、手動インターフェースに隣接して配置されていることを示した、図11Aのエンドエフェクタの別の正面図である。the handle assembly is shown positioned in a second handle assembly position, the coupler supporting the drive assembly in the first orientation, and the handle assembly positioned adjacent the manual interface; 11B is another front view of the end effector of FIG. 11A. FIG. 操作具アセンブリが、第2の操作具アセンブリ位置に配置され、結合器が、駆動アセンブリを第1の方位で支持し、ハンドルアセンブリが、手動インターフェースに係合するように配置されていることを示した、図11A~図11Bのエンドエフェクタの別の正面図である。the handle assembly is positioned in a second handle assembly position, the coupler supports the drive assembly in the first orientation, and the handle assembly is positioned to engage the manual interface; 11B is another front view of the end effector of FIGS. 11A-11B. FIG. 操作具アセンブリが、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、結合器が、駆動アセンブリを第2の方位で支持していることを示した、図11A~図11Cのエンドエフェクタの別の正面図である。11A-11C is another front view of the end effector of FIGS. 11A-11C showing the handle assembly positioned in the first handle assembly position and the coupler supporting the drive assembly in a second orientation; FIG. It is. 操作具アセンブリが、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、結合器が、駆動アセンブリを第3の方位で支持していることを示した、図11A~図11Dのエンドエフェクタの別の正面図である。11A-11D is another front view of the end effector of FIGS. 11A-11D showing the handle assembly positioned in the first handle assembly position and the coupler supporting the drive assembly in a third orientation; FIG. It is. 操作具アセンブリが、第3の操作具アセンブリ位置に配置され、結合器が、駆動アセンブリを第3の方位で支持していることを示した、図11A~図11Eのエンドエフェクタの別の正面図である。11A-11E is another front view of the end effector of FIGS. 11A-11E showing the handle assembly positioned in a third handle assembly position and the coupler supporting the drive assembly in a third orientation; FIG. It is. 図1~図4のエンドエフェクタの取付具、回転機器、操作具アセンブリ、および結合器の上面図である。FIG. 5 is a top view of the end effector fixture, rotary instrument, handle assembly, and coupler of FIGS. 1-4; FIG. 図12の線13-13に沿って切り取ったオフセット断面図である。13 is an offset cross-sectional view taken along line 13-13 of FIG. 12. FIG. 図13の印14に沿って切り取った拡大断面図である。14 is an enlarged cross-sectional view taken along mark 14 in FIG. 13. FIG. 図13の印15に沿って切り取った拡大断面図である。14 is an enlarged sectional view taken along mark 15 in FIG. 13. FIG. 図12のエンドエフェクタの取付具、回転機器、操作具アセンブリ、および結合器の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of the end effector mount, rotating equipment, handle assembly, and coupler of FIG. 12; 操作具アセンブリ、取付具、および保持器がそれぞれ、回転機器から隔置されていることを示した、図16のエンドエフェクタの部分分解斜視図である。FIG. 17 is a partially exploded perspective view of the end effector of FIG. 16 showing the handle assembly, fixture, and retainer each spaced apart from the rotating equipment; 保持器および操作具アセンブリの部分がそれぞれ、回転機器から隔置されていることを示した、図16のエンドエフェクタの別の部分分解斜視図である。FIG. 17 is another partially exploded perspective view of the end effector of FIG. 16 showing portions of the retainer and manipulator assembly, each shown spaced apart from the rotating equipment. 操作具アセンブリが、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、入力操作具が、第1の入力位置に配置されていることが示され、操作具アセンブリの部分が破線で示されている、図11A~図18のエンドエフェクタの保持器および操作具アセンブリの部分の斜視図である。FIG. 6 shows a handle assembly disposed in a first handle assembly position, an input handle shown disposed in a first input position, and portions of the handle assembly shown in dashed lines; FIG. 11A is a perspective view of a portion of the retainer and handle assembly of the end effector of FIGS. 11A-18; 操作具アセンブリが、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、操作具が、第2の入力位置に配置されていることが示され、操作具アセンブリの部分が破線で示されている、図19Aのエンドエフェクタの保持器および操作具アセンブリの部分の別の斜視図である。FIG. 19A shows the handle assembly disposed in a first handle assembly position, the handle assembly is shown disposed in a second input position, and portions of the handle assembly are shown in dashed lines; FIG. FIG. 3 is another perspective view of a portion of the retainer and handle assembly of the end effector of FIG. 操作具アセンブリが、第3の操作具アセンブリ位置に配置され、操作具が、第1の入力位置に配置されていることが示され、操作具アセンブリの部分が破線で示されている、図19A~図19Bのエンドエフェクタの保持器および操作具アセンブリの部分の別の斜視図である。FIG. 19A shows the manipulator assembly disposed in a third manipulator assembly position, the manipulator is shown disposed in a first input position, and portions of the manipulator assembly are shown in dashed lines; FIG. - FIG. 19B is another perspective view of a portion of the retainer and handle assembly of the end effector of FIG. 19B. プランジャが、操作具アセンブリ位置間の回転機器に対する操作具アセンブリの動きを制限するように、ロック位置に配置されていることを示した、図17の保持器の斜視図である。18 is a perspective view of the retainer of FIG. 17 showing the plunger positioned in a locked position to limit movement of the handle assembly relative to the rotating instrument between handle assembly positions; FIG. プランジャが、操作具アセンブリ位置間の回転機器に対する操作具アセンブリの動きを可能にするように、ロック解除位置に配置されていることを示した、図20Aの保持器の別の斜視図である。20A is another perspective view of the retainer of FIG. 20A showing the plunger positioned in an unlocked position to allow movement of the handle assembly relative to the rotating instrument between handle assembly positions; FIG. 手動インターフェースおよびコネクタが、第2の軸に沿って配置されていることを示した、図1~図4の駆動アセンブリの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the drive assembly of FIGS. 1-4 showing the manual interface and connector positioned along a second axis; FIG. 図21の駆動アセンブリの上面図である。22 is a top view of the drive assembly of FIG. 21; FIG. 駆動アセンブリが、回転機器からコネクタへのトルクを変換してツールを回転させるギアトレインと、手動インターフェースとギアトレインとの間に介在するクラッチ機構とを備えることを示し、クラッチ機構が、手動インターフェースを回転させることなく、回転機器からのトルクを介してコネクタの回転を生じさせるように第1のモードで動作していることを示した、図22の線23-23に沿って切り取った断面図である。The drive assembly includes a gear train that converts torque from the rotating equipment to the connector to rotate the tool, and a clutch mechanism interposed between the manual interface and the gear train, the clutch mechanism connecting the manual interface to the gear train. 22 is a cross-sectional view taken along line 23--23 of FIG. 22 shown operating in a first mode to cause rotation of the connector through torque from a rotating device without rotation; be. クラッチ機構が、手動インターフェースに印加される力からコネクタの回転を生じさせるように第2のモードで動作していることを示した、図23Aの駆動アセンブリのギアトレイン、クラッチ機構、およびコネクタを示す別の断面図である。23B shows the gear train, clutch mechanism, and connector of the drive assembly of FIG. 23A with the clutch mechanism operating in a second mode to cause rotation of the connector from a force applied to the manual interface; FIG. FIG. 3 is another cross-sectional view. 図21~図23Bの駆動アセンブリの分解斜視図である。FIG. 23B is an exploded perspective view of the drive assembly of FIGS. 21-23B. 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持する取付具と、第1の操作具アセンブリ位置に配置された操作具アセンブリと、第2の軸の周りを回転するようにツールを支持するコネクタを有する駆動アセンブリと、第1の保護位置に配置された保護カバーとを備えるエンドエフェクタを示した、図1の手術用システムとともに使用するために同様に構成された、本開示の第2の実施形態によるエンドエフェクタの斜視図である。a fixture for supporting a rotating device to generate a torque about a first axis; a handle assembly disposed in a first handle assembly position; and a tool for rotating about a second axis. The surgical system of the present disclosure similarly configured for use with the surgical system of FIG. FIG. 3 is a perspective view of an end effector according to a second embodiment. 操作具アセンブリが、第2の操作具アセンブリ位置に配置され、保護カバーが、手動インターフェースへのアクセスを促進するように第2の保護位置に配置されていることを示した、図25Aのエンドエフェクタの別の斜視図である。The end effector of FIG. 25A showing the handle assembly positioned in the second handle assembly position and the protective cover positioned in the second protective position to facilitate access to the manual interface. FIG. 操作具アセンブリが、駆動アセンブリと回転機器との間に隔置されていることを示した、図25A~図25Bのエンドエフェクタの分解斜視図である。25A-25B is an exploded perspective view of the end effector of FIGS. 25A-25B showing the manipulator assembly spaced between the drive assembly and the rotating device; FIG. 入力操作具が第1の入力位置に配置されていることを示した、略長手方向の断面として示されている図25A~図26の操作具アセンブリの断面斜視図である。FIG. 27 is a cross-sectional perspective view of the manipulator assembly of FIGS. 25A-26 shown as a generally longitudinal cross-section showing the input manipulator positioned in a first input position; 入力操作具が、第2の入力位置に配置されていることを示した、図27Aの操作具アセンブリの別の断面斜視図である。27B is another cross-sectional perspective view of the controller assembly of FIG. 27A showing the input controller positioned in a second input position; FIG. 略長手方向の断面として示されている図25A~図26の駆動アセンブリの断面斜視図である。FIG. 27 is a cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIGS. 25A-26 shown as a generally longitudinal section. 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持する取付具と、第2の軸の周りを回転するようにツールを支持するコネクタを有する駆動アセンブリと、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、第1および第2のフレーム本体を有することが示されている操作具アセンブリとを備えるエンドエフェクタを示し、第2のフレーム本体が、手動インターフェースへのアクセスを制限するように第1のグリップ位置に配置されていることを示した、図1の手術用システムとともに使用するために同様に構成された、本開示の第3の実施形態によるエンドエフェクタの斜視図である。a drive assembly having a fixture for supporting a rotating instrument to generate torque about a first axis and a connector for supporting a tool for rotation about a second axis; and a first manipulator assembly. and a control assembly shown having first and second frame bodies disposed in position and having first and second frame bodies, the second frame body having a second frame body configured to restrict access to the manual interface. 2 is a perspective view of an end effector similarly configured for use with the surgical system of FIG. 1, according to a third embodiment of the present disclosure, shown disposed in one grip position; FIG. 第2のフレーム本体が、手動インターフェースへのアクセスを促進するように第2のグリップ位置内に配置されていることを示した、図29Aのエンドエフェクタの別の斜視図である。29B is another perspective view of the end effector of FIG. 29A showing the second frame body positioned in a second grip position to facilitate access to the manual interface; FIG. 駆動アセンブリが、回転機器および操作具アセンブリから隔置されていることを示し、2つのツールが、駆動アセンブリに解放可能に取り付けられるように構成されていることを示し、ツールのうちの一方が、ドリルビットを有する回転切断ツールとして示され、ツールのうちの他方が、固定具を支持する回転駆動ツールとして示されている、図29A~図29Bのエンドエフェクタの分解斜視図である。the drive assembly is shown spaced apart from the rotary equipment and handle assembly, two tools are shown configured to be releasably attached to the drive assembly, one of the tools includes: 29A-29B is an exploded perspective view of the end effector of FIGS. 29A-29B shown as a rotary cutting tool with a drill bit, the other of the tools being shown as a rotary drive tool supporting a fixture; FIG. 伝動装置が、伝動装置の第1のギアセットに係合するように第1のカラー位置に配置された変換カラーを有していることを示した、略長手方向の断面として示されている図30の駆動アセンブリおよび回転駆動ツールの一部分の断面斜視図である。FIG. 12 is a view, shown as a generally longitudinal section, showing the transmission having a conversion collar disposed in a first collar position to engage a first gear set of the transmission; 30 is a cross-sectional perspective view of a portion of a drive assembly and rotary drive tool; FIG. 伝動装置が、伝動装置の第2のギアセットに係合するように第2のカラー位置に配置された変換カラーを有し、回転切断ツールの一部分が、変換カラーに動作可能に取り付けられた切換器に係合するように配置されていることを示した、略長手方向の断面として示されている図30の駆動アセンブリおよび回転切断ツールの一部分の断面斜視図である。the transmission having a conversion collar disposed in a second collar position to engage a second gear set of the transmission, a switching device having a portion of the rotary cutting tool operably attached to the conversion collar; 31 is a cross-sectional perspective view of a portion of the drive assembly and rotary cutting tool of FIG. 30 shown as a generally longitudinal cross-section shown positioned to engage a vessel; FIG. 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持する取付具と、第2の軸の周りを回転するようにツールを支持するコネクタを有する駆動アセンブリと、差動アセンブリと、1対のピンと、ドック内に支持されたハンドルアセンブリとを備えるエンドエフェクタを示した、図1の手術用システムとともに使用するために同様に構成された、本開示の第4の実施形態によるエンドエフェクタの斜視図である。a drive assembly having a mounting for supporting a rotating equipment to generate torque about a first axis and a connector for supporting a tool for rotation about a second axis; a differential assembly; An end effector according to a fourth embodiment of the present disclosure similarly configured for use with the surgical system of FIG. 1 showing the end effector with a pair of pins and a handle assembly supported within a dock. FIG. 駆動アセンブリが、回転機器、ピン、およびハンドルアセンブリから隔置されていることを示し、2つのツールが、駆動アセンブリに解放可能に取り付けられるように構成されていることを示し、ツールのうちの一方が、ドリルビットを有する回転切断ツールとして示され、ツールのうちの他方が、固定具を支持する回転駆動ツールとして示されている、図32のエンドエフェクタの分解斜視図である。the drive assembly is spaced apart from the rotary instrument, pin, and handle assembly, the two tools are configured to be releasably attached to the drive assembly, one of the tools 33 is an exploded perspective view of the end effector of FIG. 32 shown as a rotary cutting tool with a drill bit, the other of the tools being shown as a rotary drive tool supporting a fixture; FIG. 差動アセンブリが、駆動アセンブリの第1および第2の回転係止具と連係していることを示した、略長手方向の断面として示されている図33の駆動アセンブリの断面斜視図である。34 is a cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 33 shown as a generally longitudinal section showing the differential assembly in communication with first and second rotational stops of the drive assembly; FIG. 図33に示す回転切断ツールの一部分が、第2の軸の周りを回転するように駆動アセンブリの第1の回転係止具に係合するように配置されていることを示し、ピンのうちの一方が、差動アセンブリの一部分に係合していることを示した、図34Aの駆動アセンブリの別の断面斜視図である。A portion of the rotary cutting tool shown in FIG. 33 is shown positioned to engage a first rotary stop of the drive assembly for rotation about a second axis, and a portion of the rotary cutting tool shown in FIG. 34B is another cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 34A, one shown engaging a portion of the differential assembly; FIG. 図33に示す回転駆動ツールの一部分が、第2の軸の周りを回転するように駆動アセンブリの第2の回転係止具に係合するように配置されていることを示し、ピンのうちの他方が、差動アセンブリの別の部分に係合していることを示した、図34A~図34Bの駆動アセンブリの別の断面斜視図である。A portion of the rotational drive tool shown in FIG. 33 is shown positioned to engage a second rotational stop of the drive assembly for rotation about a second axis, and the portion of the rotational drive tool shown in FIG. 34A-34B is another cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIGS. 34A-34B, the other shown engaging another portion of the differential assembly; FIG. 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持する取付具と、第2の軸の周りを回転するようにツールを支持する駆動導管を有する駆動アセンブリとを備えるエンドエフェクタを示した、ツールがドリルビット回転切断ツールとして示されている、図1の手術用システムとともに使用するために同様に構成された、本開示の第5の実施形態によるエンドエフェクタの斜視図である。12 illustrates an end effector comprising a mount for supporting a rotating instrument to generate torque about a first axis and a drive assembly having a drive conduit for supporting a tool for rotation about a second axis. 2 is a perspective view of an end effector according to a fifth embodiment of the present disclosure similarly configured for use with the surgical system of FIG. 1, wherein the tool is shown as a drill bit rotary cutting tool; FIG. 駆動アセンブリが、回転機器および回転切断ツールから隔置され、固定具を駆動する回転駆動ツールとして示されている別のツールから隔置されていることを示した、図35のエンドエフェクタの分解斜視図である。36 is an exploded perspective view of the end effector of FIG. 35 showing the drive assembly spaced apart from the rotary equipment and the rotary cutting tool and from another tool shown as a rotary drive tool that drives the fixture; FIG. It is a diagram. 第1および第2のギアセットを有する伝動装置が、駆動導管と回転連係するように配置されていることを示した、略長手方向の断面として示されている図36の駆動アセンブリの断面斜視図である。A cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 36 shown as a generally longitudinal section showing a transmission having first and second gear sets arranged in rotational communication with the drive conduit. It is. 駆動導管内に固定され、伝動装置の変換カラーに動作可能に取り付けられた切換器に係合する図36の回転駆動ツールの部分を部分的に示し、変換カラーが、第1のギアセットに係合するように第1のカラー位置に配置されていることを示した、図37Aの駆動アセンブリの別の断面斜視図である。36 partially shown engaging a diverter secured within the drive conduit and operably attached to a conversion collar of the transmission, the conversion collar being engaged to a first gear set; FIG. 37B is another cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 37A shown positioned in a mating first collar position; 駆動導管内に固定され、伝動装置の変換カラーに動作可能に取り付けられた切換器に係合する図35~図36の回転切断ツールの部分を部分的に示し、変換カラーが、第2のギアセットに係合するように第2のカラー位置に配置されていることを示した、図37Aの駆動アセンブリの別の断面斜視図である。35-36 partially shown engaging a diverter secured within the drive conduit and operably attached to a conversion collar of the transmission, the conversion collar being a second gear. 37B is another cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 37A shown disposed in a second collar position to engage the set; FIG. 伝動装置の切換器が、図37Bに示すように配置されていることを示した、図35~図37Cの駆動アセンブリの斜視図である。FIG. 37B is a perspective view of the drive assembly of FIGS. 35-37C showing the transmission changeover positioned as shown in FIG. 37B; 伝動装置の切換器が、図37Cに示すように配置されていることを示した、図35~図37Cの駆動アセンブリの斜視図である。FIG. 37C is a perspective view of the drive assembly of FIGS. 35-37C showing the transmission changeover positioned as shown in FIG. 37C; 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持する取付具と、第2の軸の周りを回転するようにツールを支持する駆動導管を有する駆動アセンブリと、第1の操作具アセンブリ位置に配置され、第1および第2のフレーム本体を有することが示されている操作具アセンブリとを備えるエンドエフェクタを示し、第2のフレーム本体が、ツールによって画定された手動インターフェースへのアクセスを制限するように第1のグリップ位置に配置されていることを示した、図1の手術用システムとともに使用するために同様に構成された、本開示の第6の実施形態によるエンドエフェクタの斜視図である。a drive assembly having a mount for supporting a rotating instrument to generate torque about a first axis; a drive conduit for supporting a tool for rotation about a second axis; and a first manipulator. and a manipulator assembly shown disposed in an assembly position and having first and second frame bodies, the second frame body providing access to a manual interface defined by a tool. 2 is a perspective view of an end effector according to a sixth embodiment of the present disclosure similarly configured for use with the surgical system of FIG. 1, shown disposed in a first gripping position to limit the It is a diagram. 第2のフレーム本体が、ツールによって画定された手動インターフェースへのアクセスを促進するように第2のグリップ位置に配置されていることを示した、図39Aのエンドエフェクタの別の斜視図である。39B is another perspective view of the end effector of FIG. 39A showing the second frame body positioned in a second grip position to facilitate access to the manual interface defined by the tool; FIG. 操作具アセンブリが、第2の操作具アセンブリ位置に配置されていることを示し、第2のフレーム本体が、第2のグリップ位置に配置されていることを示した、図39A~図39Bのエンドエフェクタの別の斜視図である。39A-39B, the end of FIGS. 39A-39B showing the handle assembly disposed in the second handle assembly position and the second frame body shown disposed in the second gripping position. FIG. 3 is another perspective view of the effector. 操作具アセンブリおよび駆動アセンブリが、回転機器から隔置されていることを示し、2つのツールが、駆動アセンブリの駆動導管に解放可能に取り付けられるように構成され、ツールのうちの一方が、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って回転機器によって駆動されるように固定具を支持する回転駆動ツールとして示され、ツールのうちの他方が、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って案内される解剖ツールとして示されている、図39A~図39Cのエンドエフェクタの分解斜視図である。The manipulator assembly and the drive assembly are shown spaced apart from the rotating instrument, and the two tools are configured to be releasably attached to the drive conduit of the drive assembly, one of the tools being configured for surgical operation. shown as a rotary driven tool supporting a fixture as driven by a rotating instrument along a trajectory maintained by a robot, the other of the tools being guided along a trajectory maintained by a surgical robot 39A-39C is an exploded perspective view of the end effector of FIGS. 39A-39C shown as a dissection tool. FIG. 略長手方向の断面として示されている図39A~図40の操作具アセンブリの部分断面斜視図である。FIG. 41 is a partial cross-sectional perspective view of the manipulator assembly of FIGS. 39A-40 shown as a generally longitudinal section; FIG. 光源が、操作具アセンブリの一部分に動作可能に取り付けられ、操作具アセンブリが、図39Aに示すように配置され、光源が、第2の軸に沿って手術部位の方へ光を放出していることを示した、図39A~図40のエンドエフェクタの側面図である。A light source is operably attached to a portion of the manipulator assembly, the manipulator assembly being positioned as shown in FIG. 39A, and the light source emitting light toward the surgical site along the second axis. FIG. 41 is a side view of the end effector of FIGS. 39A to 40 illustrating this. ツールが、駆動アセンブリの駆動導管内に支持された光源を備え、操作具アセンブリが、図39Bに示すように配置され、光源が、第2の軸に沿って手術部位の方へ光を放出していることを示した、図39A~図40のエンドエフェクタの側面図である。The tool includes a light source supported within the drive conduit of the drive assembly, the manipulator assembly is positioned as shown in FIG. 39B, and the light source emits light toward the surgical site along a second axis. FIG. 41 is a side view of the end effector of FIGS. 図40の回転駆動ツールを解放可能に固定するための軸方向係止具を示した、略長手方向の断面として示されている図39A~図40の駆動アセンブリの部分分解断面斜視図である。41 is a partially exploded cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIGS. 39A-40 shown as a generally longitudinal section showing an axial catch for releasably securing the rotary drive tool of FIG. 40; FIG. 図40の解剖ツールが、駆動導管内に配置されていることを示した、図43Aの駆動アセンブリの断面斜視図である。43B is a cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 43A showing the dissection tool of FIG. 40 positioned within the drive conduit; FIG. 図40の回転駆動ツールが、軸方向係止具および回転係止具によって駆動導管に固定されていることを示した、図43A~図43Bの駆動アセンブリの断面斜視図である。43A-43B is a perspective cross-sectional view of the drive assembly of FIGS. 43A-43B showing the rotary drive tool of FIG. 40 secured to the drive conduit by an axial catch and a rotational catch; FIG. 第2の軸の周りに配置された平面(図示せず)に沿って、第1の軸の周りに配置された長手方向平面(図示せず)に対して鋭角で断面として示されている、図43Cの駆動アセンブリ、回転駆動ツール、および回転係止具の別の断面斜視図である。shown in section along a plane (not shown) arranged about a second axis and at an acute angle to a longitudinal plane (not shown) arranged about a first axis; 43C is another cross-sectional perspective view of the drive assembly, rotary drive tool, and rotary stop of FIG. 43C; FIG. ロック形態で配置されていることが示されている軸方向係止具によって、第2の軸に直交して配置された平面(図示せず)に沿って断面として示されている、図43C~図43Dの駆動アセンブリ、回転駆動ツール、および回転係止具の別の断面斜視図である。FIGS. 43C-43C, shown in cross-section along a plane (not shown) disposed perpendicular to the second axis, with an axial stop shown disposed in a locking configuration. 43D is another cross-sectional perspective view of the drive assembly, rotary drive tool, and rotary stop of FIG. 43D; FIG. 軸方向係止具が、解放形態で配置されていることを示した、図44Aの駆動アセンブリ、回転駆動ツール、および回転係止具の別の断面斜視図である。44B is another cross-sectional perspective view of the drive assembly, rotary drive tool, and rotary stop of FIG. 44A showing the axial stop positioned in a released configuration; FIG. 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持する取付具と、第2の軸の周りを回転するようにツールを支持する駆動導管を有する駆動アセンブリと、操作具アセンブリとを備えるエンドエフェクタを示した、図1の手術用システムとともに使用するために同様に構成された、本開示の第7の実施形態によるエンドエフェクタの斜視図である。a drive assembly having a fixture for supporting a rotating instrument to generate torque about a first axis; a drive assembly having a drive conduit for supporting a tool for rotation about a second axis; and a manipulator assembly. 2 is a perspective view of an end effector similarly configured for use with the surgical system of FIG. 1, according to a seventh embodiment of the present disclosure, showing an end effector comprising: FIG. 駆動アセンブリが、回転機器および操作具アセンブリから隔置されていることを示し、2つのツールが、駆動アセンブリの駆動導管に解放可能に取り付けられるように構成され、ツールのうちの一方が、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って回転機器によって駆動されるドリルビットを有する回転切断ツールとして示され、ツールのうちの他方が、手術用ロボットによって維持される軌道に沿って案内されるメスツールとして示されている、図45のエンドエフェクタの分解斜視図である。The drive assembly is shown spaced apart from the rotating instrument and manipulator assembly, and the two tools are configured to be releasably attached to the drive conduit of the drive assembly, one of the tools being configured for surgical operation. A rotating cutting tool is shown with a drill bit driven by a rotating instrument along a trajectory maintained by a robot, the other of the tools being shown as a scalpel tool guided along a trajectory maintained by a surgical robot. 46 is an exploded perspective view of the end effector of FIG. 45, shown in FIG. 駆動導管が、ロック形態で配置されたコレットテンショナ(collet tensioner)を有するコレット機構を備えていることを示した、略長手方向の断面として示されている図45~図46の駆動アセンブリの断面斜視図である。46 is a cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIGS. 45-46 shown as a generally longitudinal section showing that the drive conduit includes a collet mechanism having a collet tensioner disposed in a locking configuration; FIG. It is a diagram. コレットテンショナが、解放形態で配置されていることを示した、図47Aの駆動アセンブリの別の断面斜視図である。47A is another cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 47A showing the collet tensioner positioned in a released configuration; FIG. コレットテンショナが、第2の軸の周りを回転するように図46の回転切断ツールの一部分を固定するようにロック形態で配置されていることを示した、図47Aの駆動アセンブリの別の断面斜視図である。Another cross-sectional perspective view of the drive assembly of FIG. 47A showing the collet tensioner arranged in a locking configuration to secure a portion of the rotary cutting tool of FIG. 46 for rotation about a second axis. It is a diagram. コレットテンショナが、図47Aに示すように配置されていることを示した、図45~図48の駆動アセンブリの斜視図である。FIG. 48 is a perspective view of the drive assembly of FIGS. 45-48 showing the collet tensioner positioned as shown in FIG. 47A; コレットテンショナが、図47Bに示すように配置されていることを示した、図45~図48の駆動アセンブリの斜視図である。FIG. 48 is a perspective view of the drive assembly of FIGS. 45-48 showing the collet tensioner positioned as shown in FIG. 47B. 第1の軸の周りにトルクを生成するように回転機器を支持する取付具と、第1の軸と一致する第2の軸の周りを回転するようにツールを支持する駆動導管を有する駆動アセンブリと、駆動アセンブリに結合された操作具アセンブリと、第1の保護位置に配置された保護カバーを有する保持機構とを備えるエンドエフェクタを示した、図1の手術用システムとともに使用するために同様に構成された、本開示の第8の実施形態によるエンドエフェクタの斜視図である。A drive assembly having a fixture for supporting a rotating instrument to generate torque about a first axis and a drive conduit for supporting a tool for rotation about a second axis coincident with the first axis. and a manipulator assembly coupled to a drive assembly and a retention mechanism having a protective cover disposed in a first protective position, similarly for use with the surgical system of FIG. FIG. 7 is a perspective view of an end effector configured according to an eighth embodiment of the present disclosure. 保護カバーが、第2の保護位置に配置され、エンドエフェクタが、駆動アセンブリに解放可能に取り付けられるように構成された2つのツールに隣接して配置されていることを示し、ツールのうちの一方が、ドリルビットを有する回転切断ツールとして示され、ツールのうちの他方が、固定具を支持する回転駆動ツールとして示されている、図49Aのエンドエフェクタの別の斜視図である。the protective cover is positioned in a second protective position and the end effector is positioned adjacent to two tools configured to be releasably attached to the drive assembly, one of the tools; 49A is another perspective view of the end effector of FIG. 49A, shown as a rotary cutting tool with a drill bit, the other of the tools being shown as a rotary drive tool supporting a fixture; FIG. 保持機構および操作具アセンブリの部分が、取付具およびアクチュエータサブアセンブリから隔置されていることを示した、図49A~図49Bのエンドエフェクタの分解斜視図である。49A-49B is an exploded perspective view of the end effector of FIGS. 49A-49B showing portions of the retention mechanism and manipulator assembly spaced from the fixture and actuator subassembly; FIG. 図50のアクチュエータサブアセンブリの一部分の分解斜視図である。51 is an exploded perspective view of a portion of the actuator subassembly of FIG. 50; FIG. 第1の操作サブアセンブリが、第2の操作サブアセンブリから隔置されていることを示した、図50の操作具アセンブリの分解斜視図である。51 is an exploded perspective view of the manipulator assembly of FIG. 50 showing the first manipulator subassembly spaced apart from the second manipulator subassembly; FIG. 図52の第2の操作サブアセンブリの分解斜視図である。53 is an exploded perspective view of the second operating subassembly of FIG. 52; FIG. 図53Aの第2の操作サブアセンブリの別の分解斜視図である。53A is another exploded perspective view of the second operating subassembly of FIG. 53A; FIG. 略長手方向の断面として示されている図53A~図53Bの第2の操作サブアセンブリの部分断面斜視図である。53A-53B is a perspective partial cross-sectional view of the second operating subassembly of FIGS. 53A-53B shown as a generally longitudinal section; FIG. 図49A~図50の保持機構を固定する保護ロックサブアセンブリを示した、図52の第1の操作サブアセンブリの分解斜視図である。53 is an exploded perspective view of the first operating subassembly of FIG. 52 showing a protective lock subassembly securing the retention mechanism of FIGS. 49A-50; FIG. 保持機構の保護カバーが、図55の保護ロックサブアセンブリによって第1の保護位置で固定されていることを示した、図49A~図50のエンドエフェクタの部分斜視図である。56 is a partial perspective view of the end effector of FIGS. 49A-50 showing the protective cover of the retention mechanism secured in a first protective position by the protective lock subassembly of FIG. 55; FIG. 保持機構の部分が、保護ロックサブアセンブリの部分に係合していることを示した、図56Aのエンドエフェクタの別の部分斜視図である。56B is another partial perspective view of the end effector of FIG. 56A showing a portion of the retention mechanism engaged with a portion of the protective lock subassembly; FIG. 保持機構の保護カバーが、第1の保護位置に配置されているが、図55の保護ロックサブアセンブリから係合解除されていることを示した、図49A~図50のエンドエフェクタの部分斜視図である。55 is a partial perspective view of the end effector of FIGS. 49A-50 showing the protective cover of the retention mechanism in a first protective position but disengaged from the protective lock subassembly of FIG. 55; FIG. It is. 保持機構の部分が、保護ロックサブアセンブリの部分から係合解除されているが、保護ロックサブアセンブリの部分に隣接していることを示した、図56Cのエンドエフェクタの別の部分斜視図である。56C is another partial perspective view of the end effector of FIG. 56C showing a portion of the retention mechanism disengaged from, but adjacent to, a portion of the protective lock subassembly; FIG. . 保持機構の保護カバーが、図49Bに示す第2の保護位置に配置されていることを示した、略長手方向の断面として示されている図49A~図50のエンドエフェクタの部分断面斜視図である。50 is a partial cross-sectional perspective view of the end effector of FIGS. 49A-50 shown as a generally longitudinal cross-section showing the protective cover of the retention mechanism disposed in a second protective position shown in FIG. 49B; FIG. be. 図57の印58に沿って切り取った拡大部分断面斜視図である。58 is an enlarged partial cross-sectional perspective view taken along mark 58 of FIG. 57. FIG. 図49Bの回転駆動ツールの部分が、駆動アセンブリの駆動導管内に支持されていることを示した、図58Aのエンドエフェクタの別の拡大部分断面斜視図である。58B is another enlarged partial cross-sectional perspective view of the end effector of FIG. 58A showing portions of the rotary drive tool of FIG. 49B supported within the drive conduit of the drive assembly; FIG. 保持機構の保護カバーが、図56C~図56Dに示すように配置されていることを示した、図58Bのエンドエフェクタおよび回転駆動ツールの別の拡大部分断面斜視図である。58B is another enlarged partial cross-sectional perspective view of the end effector and rotary drive tool of FIG. 58B showing the protective cover of the retention mechanism positioned as shown in FIGS. 56C-56D; FIG. 保持機構の保護カバーが、図56A~図56Bに示す第1の保護位置に配置されていることを示した、図58Cのエンドエフェクタおよび回転駆動ツールの別の拡大部分断面斜視図である。58C is another enlarged partial cross-sectional perspective view of the end effector and rotary drive tool of FIG. 58C showing the protective cover of the retention mechanism positioned in the first protective position shown in FIGS. 56A-56B; FIG. 図57の印59に沿って切り取った拡大部分断面斜視図である。58 is an enlarged partial cross-sectional perspective view taken along mark 59 of FIG. 57. FIG. 図49Bの回転駆動ツールの部分が、駆動アセンブリの駆動導管内に支持されていることを示した、図59Aのエンドエフェクタの別の拡大部分断面斜視図である。59B is another enlarged partial cross-sectional perspective view of the end effector of FIG. 59A showing portions of the rotary drive tool of FIG. 49B supported within a drive conduit of a drive assembly; FIG. 回転駆動ツールがロックサブアセンブリを有していることを示した、図49Bの回転駆動ツールおよび固定具の分解斜視図である。49B is an exploded perspective view of the rotary drive tool and fixture of FIG. 49B showing the rotary drive tool having a locking subassembly; FIG. ロックサブアセンブリが、動力伝達ロック形態で配置されていることを示した、略長手方向の断面として示されている図60の回転駆動ツールの部分断面斜視図である。61 is a partial cross-sectional perspective view of the rotary drive tool of FIG. 60 shown as a generally longitudinal cross-section showing the locking subassembly arranged in a power transmission lock configuration; FIG. ロックサブアセンブリが、動力伝達ロック解除構成で配置されていることを示した、図61Aの回転駆動ツールの別の部分断面斜視図である。61B is another partial cross-sectional perspective view of the rotary drive tool of FIG. 61A showing the locking subassembly arranged in a power transfer unlocked configuration; FIG. 第2の軸の周りに配置された平面(図示せず)に沿って、同様に第2の軸の周りに配置された長手方向平面(図示せず)に直交して断面として示されている、ロックサブアセンブリが、動力伝達ロック形態で配置されていることを示した、図60の回転駆動ツールの部分断面斜視図である。is shown in cross section along a plane (not shown) disposed about the second axis and orthogonal to a longitudinal plane (not shown) also disposed about the second axis; 61 is a partial cross-sectional perspective view of the rotary drive tool of FIG. 60 showing the lock subassembly arranged in a power transmission lock configuration. ロックサブアセンブリが、動力伝達ロック解除構成で配置されていることを示した、図61Bの回転駆動ツールの別の部分断面斜視図である。61B is another partial cross-sectional perspective view of the rotary drive tool of FIG. 61B showing the locking subassembly arranged in a power transfer unlocked configuration; FIG. 保持機構の保護カバーが、第1の保護位置で配置され、図61A~図62Bの回転駆動ツールに隣接して配置され、ロックサブアセンブリが、固定具を駆動するように動力伝達ロック形態で配置されていることを示した、図49A~図50のエンドエフェクタの部分斜視図である。a protective cover of the retention mechanism is disposed in a first protective position and adjacent the rotary drive tool of FIGS. 61A-62B, and a locking subassembly is disposed in a power transmission lock configuration to drive the fixture; FIG. 51 is a partial perspective view of the end effector of FIGS. 49A-50, showing the end effector of FIGS. 回転駆動ツールが、図58Bに示すように駆動アセンブリの駆動導管内に支持されていることを示し、固定具が、軌道に沿って配置されていることを示した、図63Aのエンドエフェクタ、回転駆動ツール、および固定具の別の部分斜視図である。The rotary drive tool of FIG. 63A is shown supported within the drive conduit of the drive assembly as shown in FIG. 58B, and the fixture is shown disposed along the track. FIG. 6 is another partial perspective view of the drive tool and fixture. 保持機構の保護カバーが、図58Dに示す第2の保護位置で配置されていることを示した、図63Bのエンドエフェクタ、回転駆動ツール、および固定具の別の部分斜視図である。63B is another partial perspective view of the end effector, rotary drive tool, and fixture of FIG. 63B showing the protective cover of the retention mechanism positioned in the second protective position shown in FIG. 58D; FIG. 保持機構の保護カバーが、第1の保護位置で配置され、回転駆動ツールのロックサブアセンブリが、動力伝達ロック形態で配置され、固定具が、軌道に沿って前進していることを示した、図63Cのエンドエフェクタ、回転駆動ツール、および固定具の別の部分斜視図である。the protective cover of the retention mechanism was positioned in a first protective position, the locking subassembly of the rotary drive tool was positioned in a power transmission lock configuration, and the fixture was shown to be advancing along the track; 63C is another partial perspective view of the end effector, rotary drive tool, and fixture of FIG. 63C; FIG. 回転駆動ツールのロックサブアセンブリが、動力伝達ロック形態で配置されていることを示した、図63Dのエンドエフェクタ、回転駆動ツール、および固定具の別の部分斜視図である。63D is another partial perspective view of the end effector, rotary drive tool, and fixture of FIG. 63D showing the locking subassembly of the rotary drive tool arranged in a power transfer lock configuration; FIG. 回転駆動ツールが、エンドエフェクタの駆動アセンブリから取り外され、固定具から解放されており、固定具が、エンドエフェクタおよび回転駆動ツールから隔置された軌道に沿って配置されていることを示した、図63Eのエンドエフェクタ、回転駆動ツール、および固定具の別の部分斜視図である。the rotary drive tool is removed from the end effector drive assembly and released from the fixture, the fixture being disposed along a track spaced from the end effector and the rotary drive tool; 63E is another partial perspective view of the end effector, rotary drive tool, and fixture of FIG. 63E; FIG.

これらの図面全体にわたって示す実施形態の1つまたは複数では、説明の目的で、特定の構成要素、構造的特徴、および/またはアセンブリを削除し、概略的に示し、かつ/または破線で示していることが理解されよう。 In one or more of the embodiments illustrated throughout these drawings, certain components, structural features, and/or assemblies are omitted, shown schematically, and/or shown in dashed lines for illustrative purposes. That will be understood.

図面を次に参照すると、いくつかの図全体にわたって同様の数字が同様のまたは対応する部分を示し、手術用ロボット32を備える手術用システム30が、図1に示されている。手術用ロボット32は、ベース34、ロボットアーム36、および結合具38を有する。以下により詳細に説明するように、ロボットアーム36は、ベース34によって支持されており、使用中にベース34に対する結合具38の位置および/または方位の移動、案内、駆動、維持、または他の方法の制御を行うように構成される。以下により詳細に説明するように、結合具38は、エンドエフェクタ40を解放可能に固定するように適合され、エンドエフェクタ40は、1つまたは複数の軌道Tに沿って患者の体Bの手術部位STで、概して42で示すツールを駆動するように構成される。したがって、手術用ロボット32は、とりわけ、エンドエフェクタ40およびツール42の動きおよび位置決めに対する精密な制御によって、様々なタイプの手術処置を実施する医療従事者を支援するために、ロボットアーム36を介してエンドエフェクタ40を動かす。ロボットアーム36の1つの例示的な配置が、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Surgical Robotic arm Capable of Controlling a Surgical Instrument in Multiple Modes」、という名称の米国特許第9,119,655号に記載されている。ロボットアーム36および手術用ロボット32の他の部分は、代替の構成で配置することもできることが理解されよう。 Referring now to the drawings, where like numerals indicate like or corresponding parts throughout the several views, a surgical system 30 comprising a surgical robot 32 is shown in FIG. Surgical robot 32 has a base 34, a robotic arm 36, and a coupler 38. As described in more detail below, a robotic arm 36 is supported by a base 34 and, during use, moves, guides, drives, maintains, or otherwise controls the position and/or orientation of a coupler 38 relative to the base 34. is configured to control the As described in more detail below, coupling 38 is adapted to releasably secure end effector 40 to a surgical site on patient's body B along one or more trajectories T. ST and is configured to drive a tool generally indicated at 42 . Accordingly, surgical robot 32 can be operated via robotic arm 36 to assist medical personnel in performing various types of surgical procedures with, among other things, precise control over the movement and positioning of end effector 40 and tool 42. Move the end effector 40.ロボットアーム36の1つの例示的な配置が、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Surgical Robotic arm Capable of Controlling a Surgical Instrument in Multiple Modes」、という名称の米国特許第9, No. 119,655. It will be appreciated that the robotic arm 36 and other portions of the surgical robot 32 may be arranged in alternative configurations.

手術用システム30は、使用者(例えば、外科医)が、手術用ロボット32によって維持される軌道Tに沿って、手術部位STで、かつ/または手術部位STに対して、1つまたは複数のタイプのツール42の案内、位置決め、および/または配置を行うことを助けるように構成される。本開示の様々な実施形態の以下の後述する説明から理解されるように、ツール42は、とりわけ、手術用ロボット32によって維持される軌道Tに対する高レベルの制御によって、外科医が手術部位STで患者の体Bの解剖学的構造に接近して操作することを可能にするように、エンドエフェクタ40によって支持することができる。上記で紹介した手術用システム30の構成要素はそれぞれ、以下により詳細に説明する。 Surgical system 30 allows a user (e.g., a surgeon) to perform one or more types of surgery along a trajectory T maintained by surgical robot 32, at and/or for surgical site ST. The tool 42 is configured to assist in guiding, positioning, and/or positioning the tool 42 of the tool 42 . As will be appreciated from the following description of various embodiments of the present disclosure, the tool 42 allows, among other things, a high level of control over the trajectory T maintained by the surgical robot 32 to allow the surgeon to move the patient at the surgical site ST. can be supported by an end effector 40 to allow access and manipulation of the anatomy of body B. Each of the components of surgical system 30 introduced above will be described in more detail below.

従来の手術処置は慣行的に、複数の異なるタイプのツール42の使用を伴うことが、当業者には理解されよう。ここで、特定のタイプのツール42は、軌道Tに沿って支持されながら、エンドエフェクタ40によって駆動されるように構成されたとき、「能動」であると特徴付けることができる(例えば、それだけに限定されるものではないが、ドリルおよびバーなどの回転切断機器)。他方では、特定のタイプのツール42は、軌道Tに沿って少なくとも部分的に支持されながら、エンドエフェクタ40によって案内される(必ずしも駆動されない)ように構成されたとき、「受動」であると特徴付けることができる(例えば、それだけに限定されるものではないが、解剖器具およびメス)。加えて、以下の後述する説明から理解されるように、いくつかのタイプのツール42は、どのように使用されるかに応じて、「能動」および「受動」の両方であると特徴付けることができる。 Those skilled in the art will appreciate that conventional surgical procedures routinely involve the use of multiple different types of tools 42. Here, certain types of tools 42 can be characterized as "active" when configured to be driven by end effector 40 while supported along trajectory T (e.g., but not limited to rotary cutting equipment such as drills and burs). On the other hand, certain types of tools 42 are characterized as "passive" when they are configured to be guided (but not necessarily driven) by end effector 40 while being at least partially supported along trajectory T. (e.g., but not limited to, dissecting instruments and scalpels). Additionally, as will be appreciated from the discussion below, some types of tools 42 can be characterized as both "active" and "passive" depending on how they are used. can.

複数の異なるタイプの「能動」ツール42が本開示によって企図されるが、本明細書では、軌道Tに沿って手術部位STにパイロット孔46を形成する回転切断ツール44(例えば、ドリルビットを有する回転切断機器)、および軌道Tに沿って手術部位STに設置されるように適合された固定具50(例えば、多軸スクリュー)を解放可能に固定するように構成された回転駆動ツール48(例えば、固定具駆動機器)という2つの例示的な「能動」ツール42について、図4~図5Fに関連して説明する。 Although multiple different types of "active" tools 42 are contemplated by this disclosure, herein a rotary cutting tool 44 (e.g., having a drill bit) that forms a pilot hole 46 at the surgical site ST along the trajectory T is used. a rotary cutting instrument) and a rotary drive tool 48 (e.g. Two exemplary "active" tools 42 are described in connection with FIGS. 4-5F.

エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して示す本明細書に記載のエンドエフェクタ40およびツール42の代表的な実施形態は、概して、患者の体Bの2つ以上の椎骨の後方経路椎体間脊椎固定術など、様々なタイプの低侵襲脊椎手術処置を実行する外科医を支援するように構成される。しかし、以下の後述する説明から理解されるように、手術用システム30は、エンドエフェクタ40によって駆動される「能動」ツール42および/またはエンドエフェクタ40によって案内される「受動」ツール42などによって、ツール42の動きを、軸方向軌道Tの周りの回転および軸方向軌道Tに沿った並進に制限することが有利な複数の異なるタイプの手術処置に関連して使用することができる。ここで、「駆動される」という用語は、概して、軌道Tの周りのツール42の回転に対応する。しかし、手術用ロボット32によって案内されるエンドエフェクタ40によって支持されたツール42は、軌道Tおよび/もしくは手術部位STの周りで、かつ/または軌道Tおよび/もしくは手術部位STに対して、それだけに限定されるものではないが、振動、往復、並進、回転、またはこれらの組合せを含む、複数の異なる方法で駆動することができることが理解されよう。 The exemplary embodiments of the end effector 40 and tools 42 described herein, shown in connection with the first embodiment of the end effector 40, generally extend to the posterior path vertebrae of two or more vertebrae of a patient's body B. It is configured to assist surgeons in performing various types of minimally invasive spinal surgery procedures, such as interbody spinal fusions. However, as will be appreciated from the discussion below, the surgical system 30 may be operated by an "active" tool 42 driven by an end effector 40 and/or a "passive" tool 42 guided by an end effector 40, etc. It may be used in connection with a number of different types of surgical procedures where it is advantageous to limit movement of tool 42 to rotation about axial trajectory T and translation along axial trajectory T. Here, the term "driven" generally corresponds to rotation of the tool 42 about the trajectory T. However, the tool 42 supported by an end effector 40 guided by the surgical robot 32 is only limited to the trajectory T and/or around the surgical site ST and/or relative to the trajectory T and/or the surgical site ST. It will be appreciated that it can be driven in a number of different ways, including, but not limited to, vibration, reciprocation, translation, rotation, or combinations thereof.

上述したように、図示の手術用システム30は、有利には、後方経路椎体間脊椎固定術などの低侵襲脊椎手術処置に関連して利用することができる。この説明的な例では、回転切断ツール44は、異なる椎骨内にパイロット孔46を形成するために使用することができ、回転駆動ツール48は、椎弓根スクリューとして実現された固定具50をそれぞれのパイロット孔46内へ設置するために使用することができる。次いで、患者の体Bの2つ以上の椎骨の椎弓根内に設置された固定具50間に安定化ロッド(図示せず)を取り付けて、これらの椎骨間の相対運動を制限し、それによって骨の成長を促進して椎骨をともに固定することを助けることができる。上記の例は例示であり、他のタイプの手術処置も企図されることが理解されよう。 As mentioned above, the illustrated surgical system 30 may be advantageously utilized in connection with minimally invasive spinal surgical procedures, such as posterior pathway interbody spinal fusion. In this illustrative example, a rotary cutting tool 44 may be used to form a pilot hole 46 in different vertebrae, and a rotary drive tool 48 may be used to respectively attach a fixator 50 realized as a pedicle screw. can be used for installation into the pilot hole 46 of. A stabilizing rod (not shown) is then installed between the fixators 50 placed within the pedicles of two or more vertebrae of the patient's body B to limit the relative movement between these vertebrae and to can promote bone growth and help fuse the vertebrae together. It will be appreciated that the above examples are illustrative and that other types of surgical procedures are also contemplated.

多軸椎弓根スクリュー型固定具50に対するパイロット孔46を形成することに加えて、いくつかの実施形態では、回転切断ツール44はまた、他のタイプの固定ハードウェア(例えば、ピン、スクリュー、ブラケット、板、ロッドなど)、補綴構成要素(例えば、人工関節、骨ケージ、インプラントなど)、および/または医療用デバイス(例えば、ガイドワイヤ、器具類、センサ、トラッカなど)に対する孔を形成することができる。さらに、いくつかの実施形態では、回転切断ツール44はまた、椎骨および/もしくは隣接組織(例えば、椎弓切除または椎間板切除中に利用されるバーとして)または他の骨(例えば、腸骨稜から採取した骨の移植を容易にするため)の部分を除去するのを助けるように構成することができる。したがって、ツール42は、手術部位で組織の切断、除去、操作、または治療を行うための複数の異なるタイプの手術用ツールとして実現することができ、エンドエフェクタ40は、ツール42の動きを、手術用ロボット32によって維持される軌道Tの周りの回転および軌道Tに沿った並進に制限することが有利な任意の好適なタイプの手術処置で利用することができる。上述したように、他の構成も企図される。 In addition to forming the pilot hole 46 for the polyaxial pedicle screw fixator 50, in some embodiments the rotary cutting tool 44 also includes other types of fixation hardware (e.g., pins, screws, forming holes for prosthetic components (e.g., prosthetic joints, bone cages, implants, etc.), and/or medical devices (e.g., guidewires, instrumentation, sensors, trackers, etc.); Can be done. Additionally, in some embodiments, the rotary cutting tool 44 also cuts away from vertebrae and/or adjacent tissue (e.g., as a bar utilized during a laminectomy or discectomy) or other bones (e.g., from the iliac crest). (to facilitate grafting of the harvested bone). Thus, the tool 42 can be implemented as a number of different types of surgical tools for cutting, removing, manipulating, or treating tissue at a surgical site, and the end effector 40 directs the movement of the tool 42 toward the surgical site. It can be utilized in any suitable type of surgical procedure where it is advantageous to be limited to rotations about and translations along a trajectory T maintained by the robot 32. As mentioned above, other configurations are also contemplated.

手術用システム30は、様々なタイプのトラッカ(例えば、複数の自由度を有する光、慣性、および/または超音波感知デバイス)、ナビゲーションシステム(例えば、機械視覚システム、電荷結合デバイスカメラ、トラッカセンサ、表面スキャナ、および/またはレンジファインダ)、解剖学的コンピュータモデル(例えば、脊椎の下部腰椎領域の磁気共鳴撮像走査)、以前の手術処置および/または以前実行された手術技法からのデータ(例えば、固定具50の設置を容易にするために次に使用されるパイロット孔46を形成しながら手術用ロボット32によって記録されたデータ)などを利用することによって、共通の座標系内における手術用ロボット32、ロボットアーム36、エンドエフェクタ40、および/またはツール42の1つまたは複数の部分、ならびに患者の体Bの様々な部分の相対的な位置および/または方位の変化の監視、追跡、および/または判定を行うことが可能である。これらの目的で、図1に概略的に示すように、手術用システム30は、概して、手術用ロボット32が軌道Tに沿ってツール42の位置合わせを維持することを可能にするように協働する制御システム52およびナビゲーションシステム54を備える。制御システム52は、アームコントローラ56を備え、ナビゲーションシステム54は、ナビゲーションコントローラ58を備える。コントローラ56、58は、コンピュータ、プロセッサ、制御ユニットなどとして実現することができ、個別の構成要素とすることができ、一体化することができ、かつ/またはその他の方法でハードウェアを共用することができる。 Surgical system 30 may include various types of trackers (e.g., optical, inertial, and/or ultrasound sensing devices with multiple degrees of freedom), navigation systems (e.g., machine vision systems, charge-coupled device cameras, tracker sensors, surface scanners, and/or range finders), anatomical computer models (e.g., magnetic resonance imaging scans of the lower lumbar region of the spine), data from previous surgical procedures and/or previously performed surgical techniques (e.g., fusion surgical robot 32 in a common coordinate system, such as by utilizing data recorded by surgical robot 32 while forming a pilot hole 46 that is then used to facilitate placement of instrument 50; monitoring, tracking, and/or determining changes in the relative position and/or orientation of one or more portions of the robotic arm 36, end effector 40, and/or tool 42, and various portions of the patient's body B; It is possible to do this. To these ends, as shown schematically in FIG. 1, surgical system 30 generally cooperates to enable surgical robot 32 to maintain alignment of tool 42 along trajectory T. A control system 52 and a navigation system 54 are provided. Control system 52 includes an arm controller 56 and navigation system 54 includes a navigation controller 58. Controllers 56, 58 may be implemented as computers, processors, control units, etc., and may be separate components, integrated, and/or otherwise share hardware. Can be done.

手術用システム30は、とりわけ、ロボットアーム36の関節動作、ツール42の駆動の促進などのために、制御システム52を用いる。ここで、制御システム52のアームコントローラ56は、ロボットアーム36(図示せず)の接合部に配置された様々なアクチュエータ、モータなどを駆動することによって、ロボットアーム36を関節動作させるように構成される。アームコントローラ56はまた、ロボットアーム36に沿って位置するエンコーダなどの様々なセンサ(図示せず)からセンサデータを収集する。手術用ロボット、エンドエフェクタ40、およびツール42の各構成要素の特有の幾何形状が分かっているため、アームコントローラ56は、これらのセンサデータを使用して、マニピュレータ座標系MNPL(図1参照)内のツール42の位置および/または方位を確実に調整することができる。マニピュレータ座標系MNPLは原点を有し、原点は、ロボットアーム36に対して位置する。このタイプのマニピュレータ座標系MNPLの一例は、先に参照した「Surgical Robotic arm Capable of Controlling a Surgical Instrument in Multiple Modes」という名称の米国特許第9,119,655号に記載されている。 Surgical system 30 employs control system 52 to facilitate articulation of robotic arm 36, drive of tool 42, etc., among other things. Here, arm controller 56 of control system 52 is configured to articulate robot arm 36 by driving various actuators, motors, etc. located at joints of robot arm 36 (not shown). Ru. Arm controller 56 also collects sensor data from various sensors (not shown), such as encoders, located along robot arm 36. Because the unique geometries of each component of the surgical robot, end effector 40, and tool 42 are known, the arm controller 56 uses these sensor data to align the components within the manipulator coordinate system MNPL (see FIG. 1). The position and/or orientation of the tool 42 can be reliably adjusted. Manipulator coordinate system MNPL has an origin, which is located relative to robot arm 36. An example of this type of manipulator coordinate system MNPL is found in U.S. Pat. listed.

手術用システム30は、とりわけ、ツール42および患者の体Bの部分(例えば、手術部位STに位置する椎骨)などの様々な物体の動きを追跡するために、ナビゲーションシステム54を用いる。この目的で、ナビゲーションシステム54は、ローカライザ座標系LCLZ内の物体に固定されたトラッカ62の位置および/または方位を感知するように構成されたローカライザ60を備える。ナビゲーションコントローラ58は、ローカライザ60と通信するように配置され、ローカライザ座標系LCLZ内のローカライザ60によって感知された各トラッカ62に対する位置および/または方位データを収集する。 Surgical system 30 uses navigation system 54 to track the movement of various objects, such as tools 42 and portions of patient's body B (eg, vertebrae located at surgical site ST), among others. To this end, the navigation system 54 comprises a localizer 60 configured to sense the position and/or orientation of a tracker 62 fixed to an object in the localizer coordinate system LCLZ. Navigation controller 58 is arranged to communicate with localizer 60 and collects position and/or orientation data for each tracker 62 sensed by localizer 60 within localizer coordinate system LCLZ.

ローカライザ60は、複数のトラッカ62の位置および/または方位を感知し、それに対応してローカライザ座標系LCLZ内の複数の物体を追跡することができることが理解されよう。例として、図1に示すように、トラッカ62は、ポインタトラッカ62P、ツールトラッカ62T、第1の患者トラッカ62A、および/または第2の患者トラッカ62B、ならびに追加の患者トラッカ、追加の医療用および/または手術用ツール向けのトラッカなどを備えることができる。図1で、ツールトラッカ62Tは、エンドエフェクタ40にしっかりと固定され、第1の患者トラッカ62Aは、手術部位STで1つの椎骨(例えば、仙骨のS1)にしっかりと固定され、第2の患者トラッカ62Bは、異なる椎骨(例えば、腰椎のL5)にしっかりと固定される。ツールトラッカ62Tは、製造中にエンドエフェクタ40に一体化すること、またはエンドエフェクタ40に解放可能に取り付けることなどによって、異なる方法でエンドエフェクタ40に固定することもできる。患者トラッカ62A、62Bは、ねじ係合、締付け、または他の技法などによって、患者の体Bの異なる骨にしっかりと固定される。様々なトラッカ62は、複数の異なる方法で異なるタイプの追跡される物体(例えば、個別の骨、ツール、ポインタなど)にしっかりと固定することができることが理解されよう。 It will be appreciated that the localizer 60 can sense the position and/or orientation of multiple trackers 62 and correspondingly track multiple objects in the localizer coordinate system LCLZ. By way of example, as shown in FIG. 1, trackers 62 may include pointer tracker 62P, tool tracker 62T, first patient tracker 62A, and/or second patient tracker 62B, as well as additional patient trackers, additional medical and and/or trackers for surgical tools. In FIG. 1, a tool tracker 62T is rigidly secured to the end effector 40, a first patient tracker 62A is rigidly secured to one vertebra (e.g., S1 of the sacrum) at the surgical site ST, and a first patient tracker 62T is rigidly secured to one vertebra (e.g., S1 of the sacrum) at the surgical site ST. Tracker 62B is firmly fixed to a different vertebra (eg, L5 of the lumbar vertebra). Tool tracker 62T can also be secured to end effector 40 in different ways, such as by being integrated into or releasably attached to end effector 40 during manufacturing. Patient trackers 62A, 62B are securely secured to different bones of patient's body B, such as by threaded engagement, tightening, or other techniques. It will be appreciated that the various trackers 62 can be secured to different types of tracked objects (eg, individual bones, tools, pointers, etc.) in a number of different ways.

トラッカ62が取り付けられる解剖学的構造に対するトラッカ62の位置は、点ベースの位置合わせなどの知られている位置合わせ技法によって判定することができ、骨上の骨ランドマーク上、または面ベースの位置合わせの場合は骨にわたっていくつかの点に描写するために、ポインタトラッカ62P(例えば、ナビゲーションポインタ)が使用される。従来の位置合わせ技法を用いて、トラッカ62の姿勢を患者の解剖学的構造(例えば、それぞれの各椎骨)に相関させることができる。椎骨の棘突起に取り付けられる機械クランプを有するトラッカ62を使用することなどによって、他のタイプの位置合わせも可能であり、そのような機械クランプは、クランプが取り付けられた棘突起の形状を判定するための触覚センサ(図示せず)を有する。次いで、位置合わせのために、棘突起の形状を棘突起の3Dモデルに整合させることができる。触覚センサとトラッカ62上の3つ以上のマーカとの間の既知の関係を、ナビゲーションコントローラ58に入力することができ、または他の方法でナビゲーションコントローラ58によって知ることができる。この既知の関係に基づいて、患者の解剖学的構造に対するマーカの位置を判定することができる。 The position of the tracker 62 relative to the anatomical structure to which it is attached can be determined by known registration techniques such as point-based registration, on bone landmarks on the bone, or on surface-based positions. In the case of alignment, a pointer tracker 62P (eg, a navigation pointer) is used to delineate several points across the bone. Conventional alignment techniques can be used to correlate the pose of tracker 62 to the patient's anatomy (eg, each respective vertebra). Other types of alignment are also possible, such as by using a tracker 62 that has a mechanical clamp attached to the spinous process of the vertebrae, such mechanical clamp determining the shape of the spinous process to which the clamp is attached. It has a tactile sensor (not shown) for The shape of the spinous process can then be matched to the 3D model of the spinous process for alignment. A known relationship between the tactile sensor and the three or more markers on tracker 62 may be input to or otherwise known by navigation controller 58 . Based on this known relationship, the position of the marker relative to the patient's anatomy can be determined.

従来の位置合わせ/ナビゲーション技法を使用してローカライザ座標系LCLZ内の各トラッカ62の座標を判定するナビゲーションコントローラ58によって、位置および/または方位データの収集、判定、または他の方法の取扱いを行うことができる。これらの座標は、以下により詳細に説明するように、ロボットアーム36の関節動作を容易にするために、制御システム52へ通信される。 Collecting, determining, or otherwise manipulating position and/or orientation data by a navigation controller 58 that determines the coordinates of each tracker 62 within the localizer coordinate system LCLZ using conventional alignment/navigation techniques. Can be done. These coordinates are communicated to control system 52 to facilitate articulation of robotic arm 36, as described in more detail below.

図1に示す代表的な実施形態では、アームコントローラ56は、手術用ロボット32に動作可能に取り付けられ、ナビゲーションコントローラ58およびローカライザ60はどちらも、手術用ロボット32のベース34に対して可動の移動カート64上に支持される。移動カート64はまた、外科医もしくは別の使用者への情報の表示および/または外科医もしくは別の使用者からの情報の受取りによって、手術用システム30の動作を容易にするために、概して66で示すユーザインターフェースを支持する。ユーザインターフェース66は、ナビゲーションシステム54および/または制御システム52と通信するように配置されており、情報(例えば、画像、ビデオ、データ、グラフィックス、ナビゲート可能なメニューなど)を外科医に提示するための1つまたは複数の出力デバイス68(例えば、モニタ、インジケータ、ディスプレイ画面など)と、1つまたは複数の入力デバイス70(例えば、ボタン、タッチ画面、キーボード、マウス、ジェスチャーまたは音声ベースの入力デバイスなど)とを備えることができる。1つのタイプの移動カート64およびユーザインターフェース66は、全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Surgery System」という名称の米国特許第7,725,162号に記載されている。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the arm controller 56 is operably attached to the surgical robot 32, and the navigation controller 58 and localizer 60 are both moveable relative to the base 34 of the surgical robot 32. It is supported on a cart 64. Mobile cart 64 is also shown generally at 66 for facilitating operation of surgical system 30 by displaying information to and/or receiving information from the surgeon or other user. Support user interface. User interface 66 is arranged to communicate with navigation system 54 and/or control system 52 to present information (e.g., images, video, data, graphics, navigable menus, etc.) to the surgeon. one or more output devices 68 (e.g., monitors, indicators, display screens, etc.) and one or more input devices 70 (e.g., buttons, touch screens, keyboards, mice, gesture- or voice-based input devices, etc.). ). One type of mobile cart 64 and user interface 66 is described in US Pat. No. 7,725,162 entitled "Surgery System," which is incorporated herein by reference in its entirety.

手術用ロボット32の移動カート64およびベース34は、互いに対して、また患者の体Bに対して位置決めすることができるため、手術用システム30は、ローカライザ座標系LCLZからの各トラッカ62の座標をマニピュレータ座標系MNPLに変換し、または逆も同様であり、したがって、少なくとも部分的に単一の共通の座標系(マニピュレータ座標系MNPLまたはローカライザ座標系LCLZ)内の各トラッカ62の相対的な位置および方位に基づいて、ロボットアーム36の関節動作を実行することができる。複数の異なる従来の座標系変換技法を使用して、ローカライザ座標系LCLZ内の座標をマニピュレータ座標系MNPL内の座標に変換することができ、逆も同様であることが理解されよう。 Because the moving cart 64 and base 34 of the surgical robot 32 can be positioned relative to each other and relative to the patient's body B, the surgical system 30 determines the coordinates of each tracker 62 from the localizer coordinate system LCLZ. the relative position and Based on the orientation, articulation of the robot arm 36 can be performed. It will be appreciated that a number of different conventional coordinate system transformation techniques can be used to transform coordinates in the localizer coordinate system LCLZ to coordinates in the manipulator coordinate system MNPL, and vice versa.

図示の実施形態では、ローカライザ60は、光ローカライザであり、1つまたは複数の光位置センサ74を有するカメラユニット72を含む。ナビゲーションシステム54は、カメラユニット72の光位置センサ74を用いて、ローカライザ座標系LCLZ内のトラッカ62の位置および/または方位を感知する。本明細書に示す代表的な実施形態では、トラッカ62はそれぞれ、カメラユニット72の光位置センサ74によって感知される光を放出する能動マーカ76(例えば、発光ダイオード「LED」)を用いる。このタイプのナビゲーションシステム54の一例は、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Navigation System Including Optical and Non-Optical Sensors」という名称の米国特許第9,008,757号に記載されている。他の実施形態では、トラッカ62は、カメラユニット72から放出された光を反射する反射器などの受動マーカを有することができる。本明細書に具体的に記載されていない他の好適な追跡システムおよび方法(例えば、超音波、電磁、無線周波など)を利用することもできることを理解されたい。 In the illustrated embodiment, localizer 60 is an optical localizer and includes a camera unit 72 with one or more optical position sensors 74 . Navigation system 54 uses optical position sensor 74 of camera unit 72 to sense the position and/or orientation of tracker 62 within localizer coordinate system LCLZ. In the exemplary embodiment shown herein, trackers 62 each employ active markers 76 (eg, light emitting diodes "LEDs") that emit light that is sensed by optical position sensor 74 of camera unit 72. An example of this type of navigation system 54 is described in U.S. Pat. No. 9,008,757 entitled "Navigation System Including Optical and Non-Optical Sensors," the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. has been done. In other embodiments, tracker 62 can include passive markers, such as reflectors that reflect light emitted from camera unit 72. It should be understood that other suitable tracking systems and methods not specifically described herein (eg, ultrasound, electromagnetic, radio frequency, etc.) may also be utilized.

いくつかの実施形態では、手術用システム30は、椎骨およびツール42の画像および/またはグラフィカル表現を1つまたは複数の出力デバイス68(例えば、ディスプレイ画面)上に提示するなど、追跡される物体の相対的な位置および方位の仮想表現を外科医または手術用システム30の他の使用者に表示することが可能である。アームコントローラ56および/またはナビゲーションコントローラ58はまた、外科医または他の使用者が制御システム52と相互作用してロボットアーム36の関節動作を容易にすることができるように、ユーザインターフェース66を利用して、命令または要求情報を表示することができる。他の構成も企図される。 In some embodiments, the surgical system 30 provides an image of the tracked object, such as presenting an image and/or graphical representation of the vertebrae and the tool 42 on one or more output devices 68 (e.g., a display screen). A virtual representation of relative position and orientation may be displayed to the surgeon or other user of surgical system 30. Arm controller 56 and/or navigation controller 58 also utilize a user interface 66 to allow a surgeon or other user to interact with control system 52 to facilitate articulation of robotic arm 36. , instructions or request information can be displayed. Other configurations are also contemplated.

制御システム52およびナビゲーションシステム54は、異なる方法でツール42の位置および/または方位の制御を容易にするように協働することもできることが理解されよう。例として、いくつかの実施形態では、アームコントローラ56は、ロボットアーム36を介して外科医に触覚フィードバックを提供するように、ロボットアーム36を制御するように構成される(例えば、ジョイントモータの駆動による)。ここで、触覚フィードバックは、外科医が手術処置に関連する事前定義された仮想境界を越えてエンドエフェクタ40および/またはツール42を手動で動かすことを束縛または抑制するのを助ける(例えば、軌道Tに沿ったツール42の位置合わせを維持するため)。1つのタイプの触覚フィードバックシステムおよび仮想境界を画定する関連する触覚物体が、例えば、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Haptic Guidance System and Method」という名称の米国特許第8,010,180号に記載されている。一実施形態では、手術用システム30は、米国フロリダ州フォートローダーデールのMAKO Surgical Corp.によって製造されたRIO(商標)Robotic Arm Interactive Orthopedic Systemである。 It will be appreciated that control system 52 and navigation system 54 may also cooperate to facilitate control of the position and/or orientation of tool 42 in different ways. By way of example, in some embodiments, the arm controller 56 is configured to control the robotic arm 36 (e.g., by driving joint motors) to provide tactile feedback to the surgeon via the robotic arm 36. ). Here, haptic feedback helps constrain or restrain the surgeon from manually moving the end effector 40 and/or tool 42 beyond predefined virtual boundaries associated with the surgical procedure (e.g., to maintain alignment of the tool 42 along the line). One type of haptic feedback system and associated haptic objects that define virtual boundaries are disclosed, for example, in US Pat. No. 8, entitled "Haptic Guidance System and Method," the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. , No. 010,180. In one embodiment, surgical system 30 is manufactured by MAKO Surgical Corp. of Fort Lauderdale, Florida, USA. RIO™ Robotic Arm Interactive Orthopedic System manufactured by RIO™ Robotic Arm Interactive Orthopedic System.

図1~図11Fを次に参照すると、上述したように、手術用システム30は、患者の体Bに対するツール42の相対的な位置および方位の精密な制御によって様々なタイプの手術処置を実施する外科医を支援するために、エンドエフェクタ40を用いて、手術用ロボット32によって維持される異なる軌道Tに沿って手術部位STでツール42を駆動する。 Referring now to FIGS. 1-11F, as discussed above, surgical system 30 performs various types of surgical procedures through precise control of the relative position and orientation of tool 42 with respect to patient's body B. To assist the surgeon, the end effector 40 is used to drive the tool 42 at the surgical site ST along different trajectories T maintained by the surgical robot 32.

図3~図4に最もよく示すように、エンドエフェクタ40は、概して、手術用ロボット32のロボットアーム36の結合具38に取り付けられてそれと同時に動くように適合された取付具78を備える(図1参照)。概して80で示す回転機器が、取付具78に結合されており、以下により詳細に説明するように、第1の軸A1の周りに回転トルクを選択的に生成するように構成される。駆動アセンブリ82が、回転機器80からの第1の軸A1の周りの回転を第1の軸A1とは異なる第2の軸A2の周りの回転に変換するギアトレイン84を備える。エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して示す代表的な実施形態では、第2の軸A2は第1の軸A1と交差し、第1の軸A1に実質的に直交している。しかし、軸A1、A2の他の配置も企図されることが理解されよう。駆動アセンブリ82はまた、概して86で示すコネクタを備えており、コネクタ86は、第2の軸A2の周りを回転するように異なるタイプのツール42を解放可能に固定するように構成される。概して88で示す操作具アセンブリが、使用者の手(例えば、外科医の手)を支持するグリップ90と、回転機器80と連係する入力操作具92とを備える。入力操作具92は、使用者によって選択的に係合されると、回転機器80を駆動してツール42を第2の軸A2の周りで異なる回転速度で回転させるように配置される。エンドエフェクタ40はまた、概して94で示す手動インターフェースを備え、手動インターフェース94は、駆動アセンブリ82と連係して、使用者から印加された力を受け取り、ツール42を第2の軸A2の周りで回転させるための回転トルクに変換する。この目的で、図3、図4、図10B、および図11B~図11Cに示すように、図示の実施形態では、手動インターフェース94に解放可能に取り付けるための手動ハンドルアセンブリ96が設けられる。手動インターフェース94およびハンドルアセンブリ96により、手動動作(例えば、手動の穿孔、スクリュー駆動など)と、回転機器80からのトルクを介した動力駆動動作(例えば、動力駆動式の穿孔、スクリュー駆動など)とを組み合わせて実施する能力が外科医に与えられる。したがって、実行される特有の処置、その処置で利用されるツール42のタイプ、外科医の好みなどに応じて、手術処置の特定の工程においては、回転機器80を介して動力を供給することができ、他の工程は、ハンドルアセンブリ96を介して手動で実施することができる。上記で紹介したエンドエフェクタ40の構成要素およびエンドエフェクタ40とともに使用するための構成要素はそれぞれ、以下により詳細に説明する。 As best shown in FIGS. 3-4, the end effector 40 generally includes a fixture 78 adapted to be attached to and move simultaneously with the coupling 38 of the robotic arm 36 of the surgical robot 32 (see FIGS. (see 1). A rotating device, indicated generally at 80, is coupled to the fixture 78 and is configured to selectively generate rotational torque about a first axis A1, as described in more detail below. A drive assembly 82 includes a gear train 84 that converts rotation about a first axis A1 from the rotating device 80 into rotation about a second axis A2 that is different from the first axis A1. In the exemplary embodiment shown in connection with the first embodiment of end effector 40, second axis A2 intersects first axis A1 and is substantially perpendicular to first axis A1. However, it will be appreciated that other arrangements of the axes A1, A2 are also contemplated. Drive assembly 82 also includes a connector, shown generally at 86, that is configured to releasably secure a different type of tool 42 for rotation about second axis A2. A manipulator assembly, shown generally at 88, includes a grip 90 for supporting a user's hand (eg, a surgeon's hand) and an input manipulator 92 that interfaces with rotating instrument 80. The input manipulator 92 is arranged to, when selectively engaged by a user, drive the rotary instrument 80 to rotate the tool 42 about the second axis A2 at different rotational speeds. End effector 40 also includes a manual interface, shown generally at 94, that cooperates with drive assembly 82 to receive applied force from a user and rotate tool 42 about second axis A2. Convert it to rotational torque for rotation. To this end, in the illustrated embodiment, a manual handle assembly 96 is provided for releasably attaching to manual interface 94, as shown in FIGS. 3, 4, 10B, and 11B-11C. Manual interface 94 and handle assembly 96 allow manual operation (e.g., manual drilling, screw drive, etc.) and power-driven operation (e.g., power-driven drilling, screw drive, etc.) via torque from rotating equipment 80. It gives the surgeon the ability to perform a combination of Thus, depending on the particular procedure being performed, the type of tool 42 utilized in that procedure, the surgeon's preferences, etc., certain steps of the surgical procedure may be powered via rotating instrument 80. , other steps can be performed manually via the handle assembly 96. Each of the components of end effector 40 and components for use with end effector 40 introduced above are described in more detail below.

低侵襲脊椎固定技法(ならびに他のタイプの手術処置)は、概して、手術部位STの2つ以上の椎骨内に複数の固定具50を設置することを伴う。例えば、2つの隣接する椎骨の後方経路腰椎椎体間固定術(例えば、腰椎のL5に対する仙骨のS1の固定術)では、典型的に、固定すべき各椎骨の棘突起の両側の椎弓根内へ固定具50を左右に設置し、それに対応して左右の安定化ロッドを支持する。したがって、2つの隣接する椎骨を固定することは、概して、少なくとも4つの固定具50を設置することを伴い、固定すべき追加の各椎骨は、概して、さらに2つの左右の固定具50を設置することを伴う(例えば、腰椎のL5に対する仙骨のS1固定術と、腰椎のL4に対する腰椎のL5の固定術との組合せ)。さらに、椎孔を通過しないで、隣接する椎弓板から椎体内へそれぞれの椎弓根全体にわたって延びることなどのために、脊髄、神経根などに対して固定具50を椎骨に慎重に設置しなければならないことが、当業者には理解されよう。したがって、図2A~図2Cに示すように、各固定具50は、異なる軌道Tに沿って設置される。 Minimally invasive spinal fixation techniques (as well as other types of surgical procedures) generally involve placing multiple fixators 50 within two or more vertebrae at the surgical site ST. For example, in a posterior pathway lumbar interbody fusion of two adjacent vertebrae (e.g., fusion of S1 of the sacrum to L5 of the lumbar vertebrae), typically the pedicles on either side of the spinous process of each vertebra to be fused are Fixtures 50 are installed inside to the left and right, and correspondingly support the left and right stabilizing rods. Therefore, fixating two adjacent vertebrae generally involves installing at least four fixators 50, and each additional vertebra to be fixed generally involves installing two more left and right fixators 50. (For example, a combination of sacral S1 fixation for lumbar L5 and lumbar L5 fixation for lumbar L4). Furthermore, a fixator 50 is carefully placed in the vertebrae relative to the spinal cord, nerve roots, etc., such as to extend from the adjacent lamina into the vertebral body and across each pedicle without passing through the vertebral foramen. Those skilled in the art will understand what must be done. Therefore, each fixture 50 is installed along a different trajectory T, as shown in FIGS. 2A-2C.

図5A~図5Gはそれぞれ、椎骨(例えば、腰椎のL5)を横断方向に示しており、回転機器80およびいくつかの実施形態では手動インターフェース94を介して固定具50の設置を容易にするために、エンドエフェクタ40によって支持されたツール42をどのように利用することができるかを順次示す。図5Aで、第1の軌道T1および第2の軌道T2が、棘突起に対して左右に配置されていることが示されており、それぞれ、椎孔および脊髄の両側でそれぞれの椎弓根を通って椎体内へ延びている。1つの固定具50が、第1の軌道T1に沿ってすでに設置されていることが示されており、回転切断ツール44の遠位切断端44D(例えば、ドリルビットの先端)が、手術部位STに隣接していることが示されている。ここで、回転切断ツール44は、第2の軸A2の周りを回転するように支持され、手術用ロボット32は、第2の軌道T2に対する第2の軸A2の位置合わせを維持する。 5A-5G each illustrate a vertebra (e.g., L5 of the lumbar vertebrae) in a transverse direction to facilitate installation of a fixator 50 via a rotating instrument 80 and, in some embodiments, a manual interface 94. The following sequentially shows how the tool 42 supported by the end effector 40 can be utilized. In FIG. 5A, a first trajectory T1 and a second trajectory T2 are shown to be placed bilaterally with respect to the spinous process, each extending to the vertebral foramen and the respective pedicle on each side of the spinal cord. and extends into the vertebral body. One fixture 50 is shown already installed along the first trajectory T1, with the distal cutting end 44D of the rotary cutting tool 44 (e.g., the tip of a drill bit) positioned at the surgical site ST. It is shown that it is adjacent to Here, the rotary cutting tool 44 is supported for rotation about a second axis A2, and the surgical robot 32 maintains alignment of the second axis A2 with respect to the second trajectory T2.

図5Bは、遠位切断端44Dを手術部位STの椎骨内へ第1の深さD1で位置決めするように、椎弓根を通って第2の軌道T2に沿って前進した回転切断ツール44を示し、図5Cは、遠位切断端44Dを第1の深さD1より大きい第2の深さD2で位置決めするように、第2の軌道T2に沿ってさらに前進した回転切断ツール44を示す。 FIG. 5B shows the rotary cutting tool 44 advanced along a second trajectory T2 through the pedicle to position the distal cutting end 44D at a first depth D1 into the vertebrae at the surgical site ST. 5C shows the rotary cutting tool 44 further advanced along the second trajectory T2 to position the distal cutting end 44D at a second depth D2 that is greater than the first depth D1.

図5Dは、第2の軌道T2に沿って椎骨内へ第2の深さD2まで延びる回転切断ツール44によって形成されたパイロット孔46を示す。図5Dはまた、パイロット孔46内に設置されるように手術部位STに隣接して位置決めされた別の固定具50の遠位先端50Dを示す。ここで、固定具50は、第2の軸A2の周りを回転するように回転駆動ツール48によって支持され(図3~図4参照)、手術用ロボット32は同様に、第2の軌道T2に対する第2の軸A2の位置合わせを維持する。 FIG. 5D shows a pilot hole 46 formed by the rotary cutting tool 44 extending along a second trajectory T2 into the vertebra to a second depth D2. FIG. 5D also shows the distal tip 50D of another fixture 50 positioned adjacent the surgical site ST to be installed within the pilot hole 46. Here, the fixture 50 is supported by the rotary drive tool 48 to rotate around the second axis A2 (see FIGS. 3-4), and the surgical robot 32 similarly rotates around the second trajectory T2. Maintaining the alignment of the second axis A2.

図5Eは、第2の軸A2の周りの回転駆動ツール48の回転を介してパイロット孔46に「螺入」した後、第2の軌道T2に沿って前進した固定具50を示す。この図5Eで、固定具50の遠位先端50Dは、椎骨内へ第3の深さD3で位置決めされ、この例では、第3の深さD3は第2の深さD2より大きいが、第2の深さD2と同じに、または第2の深さD2より小さくすることもできる。 FIG. 5E shows the fixture 50 advanced along the second trajectory T2 after being "threaded" into the pilot hole 46 via rotation of the rotary drive tool 48 about the second axis A2. In this FIG. 5E, the distal tip 50D of the fixator 50 is positioned at a third depth D3 into the vertebrae, in this example the third depth D3 is greater than the second depth D2, but the third depth D3 is greater than the second depth D2; It can also be the same as or smaller than the second depth D2.

図5Fで、固定具50は、第3の深さD3より大きい第4の深さD4で遠位先端50Dを位置決めするように、第2の軌道T2に沿ってさらに前進したことが示されている。ここで、第4の深さD4は、設置された固定具50の所期の最終位置FPを表し、左右の両固定具の最終位置FPが、図5Gに示されており、各固定具50は、それぞれの軌道T1、T2に位置合わせされる。 In FIG. 5F, the fixture 50 is shown further advanced along the second trajectory T2 to position the distal tip 50D at a fourth depth D4 that is greater than the third depth D3. There is. Here, the fourth depth D4 represents the intended final position FP of the installed fixtures 50, and the final positions FP of both left and right fixtures are shown in FIG. 5G, with each fixture 50 are aligned with the respective trajectories T1, T2.

図5A~図5Gを引き続き参照すると、外科医は、回転切断ツール44または回転駆動ツール48を第2の軌道T2に沿って複数の異なる方法で前進させることができることが理解されよう。図示の回転切断ツール44および回転駆動ツール48がどのように構成されるかにより、第2の軸A2の周りのツール42の回転は、骨との係合に応答して、遠位切断端44Dおよび/または遠位先端50Dを第2の軌道T2に沿って前進させる傾向がある。この傾向にかかわらず、外科医は、概して、普通なら第2の軌道T2に対する第2の軸A2の位置合わせを解除しうるロボットアーム36の動きまたは関節動作を抑制するように、手術用ロボット32を触覚モードで動作させながら、操作具アセンブリ88のグリップ90に力を印加することによって、第2の軌道T2に沿ってツール42を前進させる。 With continued reference to FIGS. 5A-5G, it will be appreciated that the surgeon can advance the rotary cutting tool 44 or the rotary drive tool 48 along the second trajectory T2 in a number of different ways. Because of how the illustrated rotary cutting tool 44 and rotary drive tool 48 are configured, rotation of the tool 42 about the second axis A2 may cause the distal cutting end 44D to rotate in response to engagement with bone. and/or tend to advance the distal tip 50D along a second trajectory T2. Despite this tendency, surgeons generally operate surgical robot 32 in a manner that inhibits movements or articulations of robot arm 36 that would otherwise disalign second axis A2 with respect to second trajectory T2. While operating in the tactile mode, tool 42 is advanced along second trajectory T2 by applying a force to grip 90 of manipulator assembly 88.

いくつかの実施形態では、手術用システム30は、深さD1、D2、D3、D4のうちの1つまたは複数に接近または到達すると、異なる方法で動作するように構成される。例えば、手術用システム30は、外科医が、入力操作具92に係合して回転機器80を駆動し、第1の深さD1に到達するまで回転切断ツール44を第2の軸A2の周りで回転させることを可能にするように構成することができる(図5B参照)。第1の深さD1に到達した後、手術用システム30は回転を中止し、とりわけ、外科医が、手動インターフェース94に対するハンドルアセンブリ96の係合を介して、第1の深さD1から第2の深さD2(図5C参照)へ手動で(例えば、回転機器80からのトルクなし)前進することを可能にすることができる。 In some embodiments, surgical system 30 is configured to operate differently upon approaching or reaching one or more of depths D1, D2, D3, D4. For example, surgical system 30 allows a surgeon to engage input manipulator 92 to drive rotary instrument 80 to rotate rotary cutting tool 44 about second axis A2 until first depth D1 is reached. It can be configured to allow rotation (see Figure 5B). After reaching the first depth D1, the surgical system 30 ceases rotation and, inter alia, the surgeon, via engagement of the handle assembly 96 to the manual interface 94, moves from the first depth D1 to the second depth D1. Manual advancement (eg, without torque from rotating equipment 80) to depth D2 (see FIG. 5C) may be enabled.

手術用システム30は、遠位先端50Dが第3の深さD3に到達したとき(図5E参照)など、固定具50が設置されたときも、同様に回転を中止し、したがって、外科医は、手動インターフェース94に対するハンドルアセンブリ96の係合を介して、第3の深さD3から第4の深さD4(図5F参照)への設置を手動で完了することができる。所定の深さで回転を中止することに加えて、手術用システム30はまた、特定の深さに接近するにつれて回転を遅くし、第2の軌道T2に沿って並進速度を制限し、または他の方法でツール42の回転および/もしくは並進に対する可変の制御を行うことができる。 The surgical system 30 similarly ceases rotation when the fixture 50 is installed, such as when the distal tip 50D reaches the third depth D3 (see FIG. 5E), so the surgeon can Installation from the third depth D3 to the fourth depth D4 (see FIG. 5F) can be completed manually through engagement of the handle assembly 96 to the manual interface 94. In addition to ceasing rotation at a predetermined depth, surgical system 30 may also slow rotation as a certain depth is approached, limit translation speed along second trajectory T2, or otherwise Variable control over the rotation and/or translation of the tool 42 can be provided in this manner.

図5A~図5Gに示す設置シーケンスは、例示的かつ非限定的であることを意図したものであり、深さD1、D2、D3、D4は、ツール42をどのように利用することができるかを説明することを助けるための任意の基準点であることを意図したものであるが、椎骨への実際の深さ(例えば、術前の計画に応じて判定および設定される)を表すこともできる。さらに、図5A~図5Gに関連した深さD1、D2、D3、D4についての上記の議論は、概して、1つの深さ(例えば、D1またはD3)に到達するまでの回転機器80によるツール42の回転と、最終深さ(例えば、D2またはD4)までの手動インターフェース94によるツール42の回転とを区別するが、いくつかの実施形態では、ツール42を最終深さ(例えば、D2またはD4)まで回転させるために、回転機器80または手動インターフェース94を単独で利用することもできることが考えられる。説明的な例として、回転機器80を使用して、回転切断ツール44を駆動し、第2の深さD2までパイロット孔を形成することができ(第1の深さD1から第2の深さD2へ回転を遅くすることもできる)、その時点で、手術用システム30は、回転機器80の回転を中止し、外科医が回転駆動ツール48に切り換えて固定具50を設置することを促すことができる。次いで、回転機器80からのトルクを使用することなく、手動インターフェース94を介して、回転駆動ツール48を第4の深さD4まで手動で回転させることができる。言い換えれば、排他的に回転機器80によって生成されたトルクを介して、排他的に手動インターフェース94に手動で印加されたトルクを介して、または順次回転機器80および手動インターフェース94の両方から、特定のツール42を回転させることができることが考えられる。他の構成も企図される。 The installation sequence shown in FIGS. 5A-5G is intended to be illustrative and non-limiting, and depths D1, D2, D3, D4 are representative of how tool 42 may be utilized. Although it is intended to be an arbitrary reference point to help describe the can. Additionally, the above discussion of depths D1, D2, D3, D4 in connection with FIGS. 5A-5G generally refers to the rotation of tool 42 by rotating equipment 80 until one depth (e.g., D1 or D3) is reached. and rotation of tool 42 by manual interface 94 to a final depth (e.g., D2 or D4); however, in some embodiments, rotation of tool 42 to a final depth (e.g., D2 or D4) It is contemplated that rotation equipment 80 or manual interface 94 may be utilized alone to rotate up to . As an illustrative example, rotary equipment 80 may be used to drive rotary cutting tool 44 to form a pilot hole to a second depth D2 (from first depth D1 to second depth D2), at which point the surgical system 30 may cease rotating the rotating instrument 80 and prompt the surgeon to switch to the rotary drive tool 48 and place the fixture 50. can. Rotary drive tool 48 may then be manually rotated to fourth depth D4 via manual interface 94 without the use of torque from rotating equipment 80. In other words, the specific It is contemplated that tool 42 can be rotated. Other configurations are also contemplated.

固定具50の設置に関連するワークフローは、とりわけ実行される特有の手術処置、固定具50の構成などに基づいて、本明細書に記載する例示的な実施形態とは異なることもできることが理解されよう。非限定的な例として、図面全体にわたって示されている固定具50の設置を容易にすることを助けるために、パイロット孔46を形成する代わりに、固定具50は、事前形成されたパイロット孔46を必要とすることなく設置されるように「セルフタッピング」または他の方法で構成される固定具50など、必ずしもパイロット孔46の形成を必要としない「単一通過」ワークフローを容易にするように構成することができることが企図される。他の構成も企図される。 It is understood that the workflow associated with installing fixture 50 may differ from the exemplary embodiments described herein based on the specific surgical procedure being performed, the configuration of fixture 50, etc., among other things. Good morning. As a non-limiting example, instead of forming a pilot hole 46 to help facilitate installation of the fixture 50 shown throughout the figures, the fixture 50 may include a pre-formed pilot hole 46. to facilitate a "single pass" workflow that does not necessarily require the formation of pilot holes 46, such as fixtures 50 that are "self-tapping" or otherwise configured to be installed without the need for It is contemplated that the configuration can be configured. Other configurations are also contemplated.

図6~図9を次に参照すると、回転駆動ツール48および固定具50がより詳細に示されている。上述したように、図示の固定具50は、低侵襲手術技法で椎骨内へ設置されるように構成された椎弓根スクリューインプラントとして実現され、多軸ヘッド100によって支持されたねじ体98を有しており、多軸ヘッド100には羽根102が取り外し可能に固定される。このタイプの固定具50の構造の例示的な実施形態は、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Percutaneous Posterior Spinal Fusion Implant Construction and Method」という名称の米国特許第9,408,716号に記載されている。いくつかの実施形態では、手術用システム30は、開示がそれぞれ全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Neural Monitor-Based Dynamic Haptics」という名称の米国特許第9,801,686号、および/または「Power Pedicle Screwdriver」という名称の米国特許出願公開第2018/0042650(A1)号に記載されている、このタイプまたは他のタイプの固定具50の設置を容易にすることができる。他のタイプおよび構成の固定具50、ならびにその関連する設置も、本開示によって企図されることが理解されよう。 6-9, rotary drive tool 48 and fixture 50 are shown in more detail. As mentioned above, the illustrated fixator 50 is implemented as a pedicle screw implant configured to be placed into a vertebra using a minimally invasive surgical technique and has a threaded body 98 supported by a polyaxial head 100. A blade 102 is removably fixed to the multi-axis head 100. An exemplary embodiment of the construction of this type of fixture 50 is disclosed in U.S. Pat. , No. 716. In some embodiments, the surgical system 30 is manufactured by U.S. Pat. and/or may facilitate the installation of this or other types of fixtures 50 as described in US Patent Application Publication No. 2018/0042650 (A1) entitled "Power Pedicle Screwdriver." It will be appreciated that other types and configurations of fixtures 50 and their associated installations are also contemplated by this disclosure.

図9に最もよく示すように、回転駆動ツール48は、概して、支持管106内に回転可能に支持されたドライブシャフト104を備える。輪郭体(contoured body)108が、同時に回転するように支持管106に結合されており、外科医によって係合されると、とりわけ回転駆動ツール48を固定具50に取り付けることを容易にするように構成される。輪郭体108は、概して112で示すスプライン係合を介して同時に回転するように、ロックサブアセンブリ110に選択的に係合する。 As best shown in FIG. 9, rotary drive tool 48 generally includes a drive shaft 104 rotatably supported within support tube 106. As best shown in FIG. A contoured body 108 is coupled to the support tube 106 for simultaneous rotation and configured to facilitate, among other things, mounting the rotary drive tool 48 to the fixture 50 when engaged by the surgeon. be done. Contour body 108 selectively engages lock subassembly 110 for simultaneous rotation via a spline engagement, generally indicated at 112.

ロックサブアセンブリ110は、支持管106に対するドライブシャフト104の軸方向の動きを選択的に制限するように構成される。この目的で、ロックサブアセンブリ110は、ドライブシャフト104に対して横断方向に動くようにスライダ116を支持するロック体114を備える。図示の実施形態では、スライダ116は、ばね118によって付勢され、ピン119を介してロック体114に対して保持される。支持管106は雄ねじ120を備え、雄ねじ120は、固定具50の羽根102内に形成された対応する雌ねじ122に係合し、ドライブシャフト104の遠位端が駆動キー124を備え、駆動キー124は、固定具50のねじ体98の近位端内に多軸ヘッド100に隣接して形成された相応の形状の従動キー126に係合する。したがって、回転駆動ツール48は、駆動キー124と従動キー126との間の係合、および雄ねじ120と雌ねじ122との間の係合を介して、固定具50に解放可能に取付け可能である。このタイプの回転駆動ツール48および固定具50の1つの例示的な実施形態が、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「System and Method for Spinal Implant Placement」という名称の米国特許第8,002,798号に記載されている。 Lock subassembly 110 is configured to selectively limit axial movement of drive shaft 104 relative to support tube 106. To this end, lock subassembly 110 includes a locking body 114 that supports a slider 116 for movement transversely to drive shaft 104 . In the illustrated embodiment, the slider 116 is biased by a spring 118 and held against the locking body 114 via a pin 119. The support tube 106 includes external threads 120 that engage corresponding internal threads 122 formed in the vanes 102 of the fixture 50 , and the distal end of the drive shaft 104 includes a drive key 124 . engages a correspondingly shaped follower key 126 formed within the proximal end of the threaded body 98 of the fixture 50 and adjacent the multi-axis head 100 . Accordingly, the rotary drive tool 48 is releasably attachable to the fixture 50 through the engagement between the drive key 124 and the driven key 126 and between the external threads 120 and internal threads 122. One exemplary embodiment of this type of rotary drive tool 48 and fixture 50 is disclosed in the United States patent entitled "System and Method for Spinal Implant Placement," the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. No. 8,002,798.

概して128で示すビットインターフェースが、ロックサブアセンブリ110に隣接してドライブシャフト104の近位端に結合される。ビットインターフェース128は、エンドエフェクタ40の駆動アセンブリ82のコネクタ86に解放可能に取り付けられるように構成され、以下により詳細に説明するように、それぞれコネクタ86に対する回転駆動ツール48の並進および回転を制限するようにコネクタ86に係合する軸方向保持器130および回転保持器132を備える。図8に最もよく示すように、固定具50のねじ体98、ならびに回転駆動ツール48のドライブシャフト104およびビットインターフェース128には、とりわけガイドワイヤGW(例えば、「Kワイヤ」)が貫通することが可能になるように、カニューレが挿入される(詳細には図示せず)。 A bit interface, shown generally at 128, is coupled to the proximal end of drive shaft 104 adjacent lock subassembly 110. Bit interface 128 is configured to be releasably attached to connector 86 of drive assembly 82 of end effector 40 to limit translation and rotation of rotary drive tool 48 relative to connector 86, respectively, as described in more detail below. An axial retainer 130 and a rotary retainer 132 are provided which engage the connector 86 in a similar manner. As best shown in FIG. 8, the threaded body 98 of the fixture 50 and the drive shaft 104 and bit interface 128 of the rotary drive tool 48 may be penetrated by, among other things, a guide wire GW (e.g., a "K-wire"). A cannula is inserted to allow this (not shown in detail).

図1~図24を次に参照すると、上述したように、手術用ロボット32が軌道Tに対する第2の軸A2の位置合わせを維持し、外科医によって操作具アセンブリ88のグリップ90に印加される力などに応答して、エンドエフェクタ40およびツール42が第2の軸A2に沿って同時に並進することを可能にするため、エンドエフェクタ40は、回転機器80または手動インターフェース94からのトルクを介して、第2の軸A2の周りのツール42の回転を容易にするように構成される。図10A~図12に最もよく示すように、取付具78は、エンドエフェクタ40の様々な他の構成要素を支持し、有利にはロボットアーム36の結合具38(図1参照)に対して第2の軸A2を位置決めし、とりわけエンドエフェクタ40の硬度および剛性を促進すると同時に、手術用システム30の有用性、安定性、および精度に関する利点をもたらすように構成される。 1-24, as described above, the surgical robot 32 maintains the alignment of the second axis A2 with respect to the trajectory T and the force applied by the surgeon to the grip 90 of the manipulator assembly 88. etc., the end effector 40, via torque from the rotary instrument 80 or the manual interface 94, allows the end effector 40 and the tool 42 to translate simultaneously along the second axis A2. The tool 42 is configured to facilitate rotation of the tool 42 about the second axis A2. As best shown in FIGS. 10A-12, the fixture 78 supports various other components of the end effector 40 and is advantageously attached to the coupling 38 (see FIG. 1) of the robot arm 36. 2 and is configured to promote, among other things, hardness and stiffness of the end effector 40 while providing advantages in terms of usability, stability, and precision of the surgical system 30.

エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して示す操作具アセンブリ88の代表的な実施形態では、グリップ90は、略円筒形の形状を有し、手の係合を概ね回内または回外するように構成される。したがって、外科医が回転機器80によってトルクを生成するように操作具アセンブリ88を作動させているとき、外科医の手は、第2の軸A2が概してグリップ90を通って延びるように(図10Aおよび図11A参照)、駆動アセンブリ82の上に位置決めされる。これにより、有利には、操作具アセンブリ88に係合しながら、軌道Tに沿って外科医の手を位置決めすることが可能になり、これにより、外科医が軌道Tと実質的に位置合わせされた方向の力をエンドエフェクタ40に印加してツール42を前進させることを助けることができる。さらに、この構成により、駆動アセンブリ82、ツール42、または手術部位STの外科医の視野を実質的に妨げることなく、外科医がグリップ90に係合することが可能になる。しかし、操作具アセンブリ88および/またはグリップ90は、グリップ90が概して中立(回内または回外とは異なる)の手の係合のために成形および配置される場合など、他の方法で構成することもでき、回転機器80を駆動するように係合されるとき、軌道Tと一列に、または軌道Tからずれて配置することができることが理解されよう。他の構成も企図される。 In the exemplary embodiment of the manipulator assembly 88 shown in connection with the first embodiment of the end effector 40, the grip 90 has a generally cylindrical shape to generally pronate or supinate engagement of the hand. configured to do so. Thus, when the surgeon is actuating the manipulator assembly 88 to produce torque by the rotating instrument 80, the surgeon's hand is positioned such that the second axis A2 extends generally through the grip 90 (FIGS. 10A and 11A) is positioned above the drive assembly 82. This advantageously allows the surgeon's hand to be positioned along the trajectory T while engaging the manipulator assembly 88, thereby providing a direction in which the surgeon is substantially aligned with the trajectory T. A force can be applied to end effector 40 to help advance tool 42. Additionally, this configuration allows the surgeon to engage grip 90 without substantially obstructing the surgeon's view of drive assembly 82, tool 42, or surgical site ST. However, manipulator assembly 88 and/or grip 90 may be configured in other ways, such as where grip 90 is shaped and positioned for generally neutral (as opposed to pronated or supinated) hand engagement. It will be appreciated that the rotary device 80 can be positioned in line with or offset from the trajectory T when engaged to drive the rotating equipment 80. Other configurations are also contemplated.

図面全体にわたって示す操作具アセンブリ88の上記の実施形態では、上述したように回転機器80を駆動するようにグリップ90が係合されたとき(図10Aおよび図11A参照)、有利には、外科医の手が軌道Tに沿って位置決めされるが、必然的にこの構成では、手動インターフェース94へのアクセスを少なくとも部分的に抑制するようにグリップ90が位置決めされることが理解されよう。手動インターフェース94へのアクセスを促進するために、操作具アセンブリ88は、概して134で示すフレームを備え、フレーム134は、グリップ90および入力操作具92が、回転機器80を駆動して、ツール42を第2の軸A2の周りで回転させるように(図10A、図11D、図11E、および図19A~図19B参照)、外科医によって係合されるように配置される第1の操作具アセンブリ位置P1、ならびにグリップ90および入力操作具92が、手動インターフェース94へのアクセスを促進するように位置決めされ、それによって手動インターフェース94が、使用者から印加された力を受け取って、ツール42を第2の軸A2の周りで回転させるように配置される第2の操作具アセンブリ位置P2(図10Bおよび図11B~図11C参照)を含む複数の操作具アセンブリ位置間で回転機器80に対して動くように、グリップ90および入力操作具92を支持する。以下により詳細に説明するように、他の操作具アセンブリ位置も企図される。 The above-described embodiment of the manipulator assembly 88 shown throughout the figures advantageously allows the surgeon to It will be appreciated that while the hand is positioned along the trajectory T, necessarily in this configuration the grip 90 is positioned to at least partially inhibit access to the manual interface 94. To facilitate access to manual interface 94 , handle assembly 88 includes a frame, shown generally at 134 , that allows grip 90 and input handle 92 to drive rotary instrument 80 to rotate tool 42 . A first manipulator assembly position P1 arranged to be engaged by a surgeon for rotation about a second axis A2 (see FIGS. 10A, 11D, 11E, and 19A-19B) , and grip 90 and input control 92 are positioned to facilitate access to manual interface 94 such that manual interface 94 receives applied force from a user to direct tool 42 in the second axis. for movement relative to rotating instrument 80 between a plurality of manipulator assembly positions, including a second manipulator assembly position P2 (see FIGS. 10B and 11B-11C) arranged for rotation about A2; It supports a grip 90 and an input operating tool 92. Other manipulator assembly locations are also contemplated, as described in more detail below.

図15、図17、および図19A~図19Cに最もよく示すように、操作具アセンブリ88は、概して136で示す保持器を備えており、保持器136は、同時に動くようにフレーム134に動作可能に結合される。図示の実施形態では、保持器136は、エンドエフェクタ40のアセンブリを容易にするために、フレーム134とは別個の構成要素として形成されているが、他の実施形態では、フレーム134と一体形成することもできる。 As best shown in FIGS. 15, 17, and 19A-19C, the handle assembly 88 includes a retainer, generally designated 136, which is movable to the frame 134 for simultaneous movement. is combined with In the illustrated embodiment, retainer 136 is formed as a separate component from frame 134 to facilitate assembly of end effector 40, but in other embodiments retainer 136 is integrally formed with frame 134. You can also do that.

保持器136は、操作具アセンブリ88のグリップ90が回転機器80に対して不注意で動くことを防止するように構成される。この目的で、保持器136は、ロック位置138L(図20A参照、図15も参照されたい)とロック解除位置138U(図20B参照)との間を選択的に可動であるプランジャ138を備える。概して140で示すキャッチが、回転機器80に動作可能に取り付けられ(例えば、ファスナを介する)、複数の受入部141を有しており、複数の受入部141はそれぞれ、保持器136のプランジャ138をロック位置138Lで受け取って操作具アセンブリ位置P1、P2のうちの一方を画定するように成形される。図19A~図19Cに最もよく示すように、キャッチ140は、略環状の形状を有し、受入部141はそれぞれ、略円筒形の形状を有し、キャッチ140の周りで互いから径方向に隔置される。保持器136およびキャッチ140の配置を入れ替えることもでき、したがって、プランジャは、操作具アセンブリ88と同時に動くのではなく、回転機器80に対して静止したままであることもできることが理解されよう。 Retainer 136 is configured to prevent inadvertent movement of grip 90 of manipulator assembly 88 relative to rotating equipment 80 . To this end, retainer 136 includes a plunger 138 that is selectively movable between a locked position 138L (see FIG. 20A, see also FIG. 15) and an unlocked position 138U (see FIG. 20B). A catch, indicated generally at 140, is operably attached (e.g., via a fastener) to rotary equipment 80 and has a plurality of receptacles 141, each of which engages plunger 138 of retainer 136. It is shaped to be received at locking position 138L to define one of manipulator assembly positions P1, P2. As best shown in FIGS. 19A-19C, the catch 140 has a generally annular shape and the receiving portions 141 each have a generally cylindrical shape and are radially spaced apart from each other about the catch 140. be placed. It will be appreciated that the placement of retainer 136 and catch 140 may be interchanged so that the plunger remains stationary relative to rotary instrument 80 rather than moving simultaneously with handle assembly 88.

図15および図20A~図20Bを次に参照すると、保持器136は、プランジャ138と連係する解放レバー142を備える。解放レバー142は、外科医または別の使用者によって係合されると、ロック位置138L(図20A参照)とロック解除位置(図20B参照)との間のプランジャ138の動きを容易にするように配置される。プランジャ138は、保持器136内に形成されたプランジャ孔144に沿って動くように支持され、レバー案内ピン146を介して解放レバー142に結合されており、レバー案内ピン146は、保持器136内に形成された保持器スロット148(図20A~図20Bに破線で示す)に沿って並進するように支持される。プランジャ138をロック位置138Lへ動かすために、圧縮ばねなどのプランジャ付勢要素150(図15参照)が、プランジャ138と保持器136との間に介在する。プランジャ138をロック解除位置138Uへ動かすために、解放レバー142はクラスプ要素152を支持しており、クラスプ要素152は、保持器136内に形成された相応の形状のクラスプポケット154内へ選択的に位置決めすることができる。クラスプ要素152は、クラスプピン156を介して解放レバー142に取り付けられる。 15 and 20A-20B, retainer 136 includes a release lever 142 that cooperates with plunger 138. Referring now to FIGS. Release lever 142 is arranged to facilitate movement of plunger 138 between a locked position 138L (see FIG. 20A) and an unlocked position (see FIG. 20B) when engaged by a surgeon or another user. be done. The plunger 138 is supported for movement along a plunger hole 144 formed within the retainer 136 and is coupled to a release lever 142 via a lever guide pin 146 , the lever guide pin 146 being coupled within the retainer 136 . The retainer slot 148 (shown in phantom in FIGS. 20A-20B) is supported for translation along a retainer slot 148 (shown in phantom in FIGS. 20A-20B). A plunger biasing element 150 (see FIG. 15), such as a compression spring, is interposed between plunger 138 and retainer 136 to move plunger 138 to locked position 138L. To move the plunger 138 to the unlocked position 138U, the release lever 142 supports a clasp element 152 that is selectively inserted into a correspondingly shaped clasp pocket 154 formed in the retainer 136. Can be positioned. Clasp element 152 is attached to release lever 142 via clasp pin 156.

プランジャ138をロック解除位置138Uへ動かすために、外科医または別の使用者は、クラスプ要素152がクラスプポケット154に入るまで、概してキャッチ140から離れる方向の力を解放レバー142に印加して、レバー案内ピン146が保持器スロット148に沿って並進するにつれてプランジャ付勢要素150を圧縮することができる。クラスプ要素152およびクラスプポケット154の対応する形状により、プランジャ138がロック解除位置138Uで維持され、次に外科医または別の使用者は、概してキャッチ140に向かう方向の力を解放レバー142に印加して、クラスプ要素152をクラスプポケット154から取り出し、次いでそれによってプランジャ付勢要素150内に蓄積されているエネルギーが、プランジャ138をロック位置138Lへ戻す。保持器136、プランジャ138、およびキャッチ140の他の構成も企図されることが理解されよう。 To move plunger 138 to unlocked position 138U, the surgeon or another user applies a force to release lever 142 generally away from catch 140 until clasp element 152 enters clasp pocket 154 to guide the lever. Plunger biasing element 150 may be compressed as pin 146 translates along retainer slot 148. The corresponding shapes of clasp element 152 and clasp pocket 154 maintain plunger 138 in unlocked position 138U, and the surgeon or another user can then apply a force to release lever 142 in a direction generally toward catch 140. , the clasp element 152 is removed from the clasp pocket 154, whereby the energy stored within the plunger biasing element 150 returns the plunger 138 to the locked position 138L. It will be appreciated that other configurations of retainer 136, plunger 138, and catch 140 are also contemplated.

図17に示すように、回転機器80は、概して158で示すジャーナルを備え、操作具アセンブリ88は、フレーム134に動作可能に取り付けられた支承面160を備え、支承面160は、ジャーナル158に係合するように配置され、したがって、操作具アセンブリ88は、操作軸A3(図19A~図19C参照)の周りで操作具アセンブリ位置P1(図10A、図11A、および図19A~図19B参照)、P2(図10Bおよび図11B~図11C参照)、P3(図11Fおよび図19C参照)間を回転機器80に対して選択的に可動である。言い換えれば、図示の実施形態では、フレーム134は、操作具アセンブリ位置P1、P2、P3間を回転機器80に対して回転するように操作具アセンブリ88を支持する。図17に示すように、支承面160は、ファスナを介してフレーム134に取り付けられたキャップ要素162、ならびにキャップ要素162に隣接するフレーム134の一部分によって画定される。回転機器80と操作具アセンブリ88との間の平滑な回転運動を促進するために、それぞれ回転機器80および操作具アセンブリ88に沿って他の位置に(例えば、保持器136に隣接して)、他のジャーナルおよび支承面を設けることもできる。上記の実施形態は、第1の操作具アセンブリ位置P1と第2の操作具アセンブリ位置P2との間の操作具アセンブリ88の回転運動を対象とするが、他のタイプの動きも企図されることが理解されよう。説明的な例として、いくつかの実施形態では、旋回、摺動、並進、および/またはこれらの組合せを利用することができる。 As shown in FIG. 17, rotary device 80 includes a journal, generally indicated at 158, and manipulator assembly 88 includes a bearing surface 160 operably attached to frame 134, bearing surface 160 engages journal 158. so that the manipulator assembly 88 is positioned around the manipulating axis A3 (see FIGS. 19A-19C) at the manipulator assembly position P1 (see FIGS. 10A, 11A, and 19A-19B), It is selectively movable with respect to the rotating device 80 between P2 (see FIG. 10B and FIGS. 11B to 11C) and P3 (see FIG. 11F and FIG. 19C). In other words, in the illustrated embodiment, frame 134 supports manipulator assembly 88 for rotation relative to rotary instrument 80 between manipulator assembly positions P1, P2, and P3. As shown in FIG. 17, bearing surface 160 is defined by a cap element 162 attached to frame 134 via fasteners, as well as a portion of frame 134 adjacent cap element 162. at other locations along the rotating device 80 and the manipulator assembly 88 (e.g., adjacent to the retainer 136) to promote smooth rotational movement between the rotating device 80 and the manipulator assembly 88, respectively. Other journals and bearing surfaces can also be provided. Although the embodiments described above are directed to rotational movement of the handle assembly 88 between the first handle assembly position P1 and the second handle assembly position P2, other types of movement are also contemplated. will be understood. As an illustrative example, some embodiments may utilize pivoting, sliding, translation, and/or combinations thereof.

上述したように、図示の実施形態では、操作具アセンブリ88のグリップ90は、外科医が入力操作具92に係合して回転機器80を駆動するとき、外科医の手を軌道Tに沿って支持するように配置する。一実施形態では、第2の軸A2は、第1の操作具アセンブリ位置P1で、操作具アセンブリ88の少なくとも一部分と交差する(図10A参照)。さらに、図11Aに示すように、操作具アセンブリ88が第1の操作具アセンブリ位置P1にあるとき、グリップ90は、第2の軸A2に実質的に直交する。逆に、図11Bに示すように、操作具アセンブリ88が第2の操作具アセンブリ位置P2にあるとき、グリップ90は、第2の軸A2に実質的に平行である(第2の軸A2からずれる)。したがって、図示の実施形態では、第1の操作具アセンブリ位置P1から第2の操作具アセンブリ位置P2への動きは、操作具アセンブリ88を回転機器80に対して約90度回転させることを含む。したがって、図19A~図19Cに示すように、第1の操作具アセンブリ位置P1および第2の操作具アセンブリ位置P2を画定するキャッチ140の受入部141は、操作軸A3に対して互いから90度離れて配置される。さらに、第1の操作具アセンブリ位置P1と第2の操作具アセンブリ位置P2との間の第3の操作具アセンブリ位置P3(図11Fおよび図19C参照)などの他の操作具アセンブリ位置を画定するために、追加の受入部141が設けられる。任意の好適な数の受入部141を設けて、複数の異なる方法で互いから隔置された対応する数の個別の操作具アセンブリ位置を画定することができることが理解されよう。 As mentioned above, in the illustrated embodiment, the grip 90 of the manipulator assembly 88 supports the surgeon's hand along the trajectory T as the surgeon engages the input manipulator 92 to drive the rotary instrument 80. Place it like this. In one embodiment, the second axis A2 intersects at least a portion of the handle assembly 88 at the first handle assembly position P1 (see FIG. 10A). Further, as shown in FIG. 11A, when the manipulator assembly 88 is in the first manipulator assembly position P1, the grip 90 is substantially orthogonal to the second axis A2. Conversely, as shown in FIG. 11B, when the manipulator assembly 88 is in the second manipulator assembly position P2, the grip 90 is substantially parallel to the second axis A2. (shift). Accordingly, in the illustrated embodiment, movement from the first handle assembly position P1 to the second handle assembly position P2 includes rotating the handle assembly 88 approximately 90 degrees relative to the rotating instrument 80. Accordingly, as shown in FIGS. 19A-19C, the receiving portions 141 of the catch 140 defining the first manipulator assembly position P1 and the second manipulator assembly position P2 are 90 degrees from each other with respect to the manipulating axis A3. placed apart. Additionally, other handle assembly positions are defined, such as a third handle assembly position P3 (see FIGS. 11F and 19C) between the first handle assembly position P1 and the second handle assembly position P2. For this purpose, an additional receiving portion 141 is provided. It will be appreciated that any suitable number of receptacles 141 may be provided to define a corresponding number of individual manipulator assembly positions spaced from each other in a plurality of different ways.

図16に概略的に示すように、一実施形態では、エンドエフェクタ40は、概して164で示すアセンブリセンサ配置体を備えており、アセンブリセンサ配置体164は、操作具アセンブリ位置P1、P2、P3間の回転機器80に対する操作具アセンブリ88の位置を判定するように、回転機器80と操作具アセンブリ88との間に介在する(図11A、図11B、および図11F参照)。アセンブリセンサ配置体164は、位置(例えば、エンコーダ、センサ/発信体配置など)を区別するのに十分な任意の好適な構成とすることができ、制御システム52と通信して、とりわけ操作具アセンブリ88が回転機器80に対してどのように位置決めされているかに応じて異なる方法で回転機器80を制御することを可能にすることができる。他の構成および配置も企図される。 As shown schematically in FIG. 16, in one embodiment, the end effector 40 includes an assembly sensor arrangement, indicated generally at 164, that is arranged between the handle assembly positions P1, P2, P3. interposed between the rotating device 80 and the manipulator assembly 88 to determine the position of the manipulator assembly 88 relative to the rotating device 80 (see FIGS. 11A, 11B, and 11F). Assembly sensor arrangement 164 can be of any suitable configuration sufficient to differentiate position (e.g., encoder, sensor/emitter arrangement, etc.) and is in communication with control system 52 to, among other things, control assembly Depending on how 88 is positioned relative to rotating equipment 80, it may be possible to control rotating equipment 80 in different ways. Other configurations and arrangements are also contemplated.

上述したように、操作具アセンブリ88の入力操作具92は、回転機器80の駆動を容易にするために、外科医によって係合されるように配置される。図13に概略的に示すように、回転機器80は、機器ハウジング168内に支持されたアクチュエータ166(例えば、電気モータ)を備え、機器ハウジング168は、ジャーナル158を画定し、取付具78に堅く取り付けられる。アクチュエータ166は、概して170で示すアクチュエータドライバ(例えば、プリント回路基板上に支持されたモータコントローラ)と通信するように配置され、アクチュエータドライバ170は、概して172で示すアクチュエータインターフェース(例えば、アームコントローラ56に接続された配線ハーネス)を介して、制御システム52と通信するように配置される。アクチュエータ166、アクチュエータドライバ170、および/またはアクチュエータインターフェース172は、入力操作具92の係合に応答して第1の軸A1の周りの回転トルクを選択的に生成するように、回転機器80に動力供給し、回転機器80を制御し、または他の方法でそれを可能にするのに十分な複数の異なる方法で配置または構成することができることが、当業者には理解されよう。さらに、以下の後述する説明から理解されるように、エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して示す本明細書に記載のエンドエフェクタ40の特定の実施形態は、回転機器80が概してモジュール構成を有するように構成されるが(例えば、駆動アセンブリ82の1つまたは複数の部分から取り外し可能)、エンドエフェクタ40の他の実施形態は、モジュール式ではない(例えば、駆動アセンブリ82の1つまたは複数の部分と一体化される)。したがって、別途指示がない限り、「アクチュエータ166」および「回転機器80」という用語は、区別なく使用することができる。 As mentioned above, the input manipulator 92 of the manipulator assembly 88 is positioned to be engaged by the surgeon to facilitate driving the rotary instrument 80. As shown schematically in FIG. 13, rotating equipment 80 includes an actuator 166 (e.g., an electric motor) supported within an equipment housing 168 that defines a journal 158 and is rigidly attached to fixture 78. It is attached. The actuator 166 is arranged to communicate with an actuator driver (e.g., a motor controller supported on a printed circuit board), generally indicated at 170, and the actuator driver 170 is arranged to communicate with an actuator interface, indicated generally at 172 (e.g., a motor controller supported on the arm controller 56). The control system 52 is arranged to communicate with the control system 52 via a connected wiring harness. Actuator 166, actuator driver 170, and/or actuator interface 172 power rotary device 80 to selectively generate rotational torque about first axis A1 in response to engagement of input manipulator 92. Those skilled in the art will appreciate that it can be arranged or configured in a number of different ways sufficient to provide, control, or otherwise enable rotating equipment 80. Further, as will be understood from the discussion below, certain embodiments of the end effector 40 described herein, shown in connection with the first embodiment of the end effector 40, are such that the rotating device 80 is generally modular. Other embodiments of end effector 40 are not modular (e.g., removable from one or more portions of drive assembly 82); or integrated into multiple parts). Accordingly, unless otherwise indicated, the terms "actuator 166" and "rotating device 80" may be used interchangeably.

図13~図19Cを次に参照すると、操作具アセンブリ88の入力操作具92は、回転トルクがアクチュエータ166によってどのように生成されるかを容易にするために、アクチュエータドライバ170と通信するように配置される。この目的で、入力操作具92は、回転機器80によって生成される回転トルクを制御するために、第1の入力位置I1(図19A参照)と第2の入力位置I2(図19B参照)との間をグリップ90に対して動くように配置される。図示の実施形態では、第1の入力位置I1は、入力操作具92との係合の不在に対応し、第2の入力位置I2は、入力操作具92の完全な係合に対応する。入力操作具92はまた、アクチュエータ166の可変の速度制御を容易にすることなどのために、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間の他の入力位置へ可動であることが理解されよう。 13-19C, input control 92 of control assembly 88 is configured to communicate with actuator driver 170 to facilitate how rotational torque is generated by actuator 166. Placed. For this purpose, the input operating tool 92 has a first input position I1 (see FIG. 19A) and a second input position I2 (see FIG. 19B) in order to control the rotational torque generated by the rotating device 80. The grip 90 is arranged to move between the grips 90 and 90. In the illustrated embodiment, the first input position I1 corresponds to the absence of engagement with the input manipulator 92, and the second input position I2 corresponds to full engagement of the input manipulator 92. The input manipulator 92 is also movable to other input positions between the first input position I1 and the second input position I2, such as to facilitate variable speed control of the actuator 166. will be understood.

第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間の入力操作具92の物理的な位置をアクチュエータドライバ170へ通信するために、操作具アセンブリ88は、入力操作具92と連係するように配置された操作用発信体174(図17~図19C参照)を備え、回転機器80は、アクチュエータドライバ170と通信して、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間の入力操作具92の動きに対応する操作用発信体174の位置を判定するように配置された操作検出器176(概略的に示す図17~図18参照)を備える。一実施形態では、操作用発信体174は、磁石としてさらに画定され、操作検出器176は、磁石によって生成される磁界の所定の変化に応答して、操作用発信体174の相対的な位置を判定する。この説明的な例では、操作検出器176は、磁界の変化を感知してそれに応答するのに十分な任意の好適なタイプとすることができる。さらに、操作用発信体174は、鉄系材料から製造することができ、操作検出器176は、操作用発信体174の鉄系材料の相互作用による磁界の変化に応答するホール効果センサとすることができることが考えられる。したがって、操作用発信体174はまた、鉄のエナメル、被覆、塗料などとして実現することもできることが考えられる。他の構成も企図される。 The manipulator assembly 88 is configured to cooperate with the input manipulator 92 to communicate the physical position of the input manipulator 92 between the first input position I1 and the second input position I2 to the actuator driver 170. The rotary device 80 includes an operating transmitter 174 (see FIGS. 17 to 19C) disposed in the actuator driver 170, and the rotating device 80 communicates with the actuator driver 170 to A manipulation detector 176 (see schematically shown FIGS. 17 and 18) is provided so as to determine the position of the manipulation transmitter 174 corresponding to the movement of the input manipulation tool 92. In one embodiment, the operational emitter 174 is further defined as a magnet, and the operational detector 176 determines the relative position of the operational emitter 174 in response to a predetermined change in the magnetic field generated by the magnet. judge. In this illustrative example, manipulation detector 176 may be of any suitable type sufficient to sense and respond to changes in the magnetic field. Furthermore, the operational transmitter 174 can be fabricated from a ferrous material, and the operational detector 176 can be a Hall effect sensor that responds to changes in the magnetic field due to the interaction of the ferrous material of the operational transmitter 174. It is conceivable that this can be done. It is therefore conceivable that the operational transmitter 174 can also be realized as a steel enamel, coating, paint, etc. Other configurations are also contemplated.

図17~図19Cを次に参照すると、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間の入力操作具92の動きを、操作検出器176によって感知することができる操作用発信体174の対応する動きに変換するために、入力操作具92と操作用発信体174との間にリンク機構178が介在する。リンク機構178は、概して、カム部材180、ピストン182、キャリア184、フォーク形状体186、およびフォークガイド188を備える。入力操作具92は、操作ハンドル190、1対のガイドシャフト192、および延長部材194を備える。ガイドシャフト192は、操作ハンドル190から延び、グリップ90内に配置されたそれぞれのブッシング196内を摺動するように支持される。延長部材194は同様に、ガイドシャフト192から離れる方へ、操作ハンドル190から切欠端198へ延びる。カム部材180は、ピストン182と入力操作具92の切欠端198との間に介在し、フレーム134に結合された支持シャフト200の周りを旋回する。支持シャフト200の両側に、カム部材180は、ピストン182に当接する係合面202と、スロット付きの突出部204とを有し、突出部204内を延長ピン206が移動する。延長ピン206は、延長部材194の切欠端198に取り付けられ、入力操作具92が動くと支持シャフト200の周りでカム部材180を旋回させる。 Referring now to FIGS. 17-19C, a manipulation transmitter is capable of sensing movement of the input manipulation tool 92 between a first input position I1 and a second input position I2 by a manipulation detector 176. A linkage mechanism 178 is interposed between the input operating tool 92 and the operating transmitter 174 in order to convert the input operating tool 92 into a corresponding movement of the operating element 174 . Linkage 178 generally includes a cam member 180, a piston 182, a carrier 184, a fork profile 186, and a fork guide 188. The input operating tool 92 includes an operating handle 190, a pair of guide shafts 192, and an extension member 194. Guide shafts 192 extend from operating handle 190 and are slidably supported within respective bushings 196 disposed within grip 90 . Extension member 194 similarly extends away from guide shaft 192 from operating handle 190 to cutout end 198 . Cam member 180 is interposed between piston 182 and cutout end 198 of input manipulator 92 and pivots about a support shaft 200 coupled to frame 134 . On either side of the support shaft 200, the cam member 180 has an engagement surface 202 that abuts the piston 182 and a slotted projection 204 within which an extension pin 206 moves. Extension pin 206 is attached to cutout end 198 of extension member 194 and pivots cam member 180 about support shaft 200 when input manipulator 92 moves.

ピストン182は、フレーム134に取り付けられたピストンブッシング208内に摺動可能に支持される。カム部材180の係合面202に接触することに加えて、ピストン182はまた、フォークガイド188のフォークガイドシャフト210に接触し、フォークガイドシャフト210は、1対のワッシャ214とキーパ216との間で操作付勢要素212を支持する(図18参照)。キーパ216は、フォークガイドシャフト210に取り付けられ、ワッシャ214間で操作付勢要素212を保持するようにワッシャ214のうちの一方に係合する。ワッシャ214は、ピストン182の動きに応答したフォークガイドシャフト210の並進を容易にすることを助ける。ここで、操作付勢要素212は、入力操作具が第1の入力位置I1から第2の入力位置I2へ動くと、ワッシャ214のうちの一方とフレーム134との間で圧縮されるように配置され、操作付勢要素212内に蓄積されているエネルギーが、入力操作具を第1の入力位置I1へ動かす。 Piston 182 is slidably supported within piston bushing 208 that is attached to frame 134. In addition to contacting the engagement surface 202 of the cam member 180, the piston 182 also contacts the fork guide shaft 210 of the fork guide 188, which is inserted between the pair of washers 214 and the keeper 216. supports the operating biasing element 212 (see FIG. 18). A keeper 216 is attached to the fork guide shaft 210 and engages one of the washers 214 to retain the operational biasing element 212 therebetween. Washer 214 helps facilitate translation of fork guide shaft 210 in response to movement of piston 182. Here, the operating biasing element 212 is arranged to be compressed between one of the washers 214 and the frame 134 when the input operating tool moves from the first input position I1 to the second input position I2. The energy stored in the operating biasing element 212 moves the input operating tool to the first input position I1.

フォークガイド188は、フォーク形状体186と同時に動き、図示の実施形態では、フォーク形状体186は、入力操作具92が第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間を動くと、第1の軸A1に沿って並進するように保持器136内に配置される(図19Aと図19Bを比較されたい)。図17に示すように、保持器136は、操作具アセンブリ88が第1の操作具アセンブリ位置P1と第2の操作具アセンブリ位置P2との間を動くと、フォーク形状体186と同時に第1の軸A1の周りで回転するような形状である。 Fork guide 188 moves simultaneously with fork feature 186, and in the illustrated embodiment, fork feature 186 moves as input manipulator 92 moves between first input position I1 and second input position I2. It is positioned within retainer 136 for translation along first axis A1 (compare FIGS. 19A and 19B). As shown in FIG. 17, the retainer 136 simultaneously moves into the first fork shape 186 as the handle assembly 88 moves between the first handle assembly position P1 and the second handle assembly position P2. It has a shape that rotates around the axis A1.

キャリア184は、同時に動くように、操作用発信体174に動作可能に取り付けられ、または他の方法で操作用発信体174を支持し、外側摺動接触面218(図18参照)および1対の外側阻止面220を画定する。フォーク形状体186は、内側摺動接触面222および1対の内側阻止面224を画定する。キャリア184の外側摺動接触面218は、フォーク形状体186の内側摺動接触面222に係合して、キャリア184を動かすことなく、フォーク形状体186が第1の軸A1の周りを回転することを可能にし、キャリア184の外側阻止面220は、フォーク形状体186の内側阻止面224に係合して、フォーク形状体186およびキャリア184が第1の軸A1に沿って同時に並進することを容易にする(図19A~図19Cを比較されたい)。図18に示すように、回転機器80の機器ハウジング168は、操作検出器176に隣接して配置されたスロット226を画定する(図18に概略的に示す)。キャリア184はボス228を備え、ボス228は、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間の入力操作具92の動きによって生じる第1の軸A1に沿ったフォーク形状体186の対応する並進に応答して並進するように、スロット226に沿って支持される。リンク機構178および/または操作具アセンブリ88の様々な構成要素に対して、図面に示したもの以外の他の構成も企図されることが理解されよう。 The carrier 184 is operably attached to or otherwise supports the operational transmitter 174 for simultaneous movement and has an outer sliding contact surface 218 (see FIG. 18) and a pair of An outer blocking surface 220 is defined. Fork shape 186 defines an inner sliding contact surface 222 and a pair of inner blocking surfaces 224 . The outer sliding contact surface 218 of the carrier 184 engages the inner sliding contact surface 222 of the fork shape 186 to rotate the fork shape 186 about the first axis A1 without moving the carrier 184. The outer blocking surface 220 of the carrier 184 engages the inner blocking surface 224 of the fork profile 186 to prevent simultaneous translation of the fork profile 186 and the carrier 184 along the first axis A1. (compare FIGS. 19A-19C). As shown in FIG. 18, the equipment housing 168 of the rotating equipment 80 defines a slot 226 located adjacent to the manipulation detector 176 (shown schematically in FIG. 18). The carrier 184 includes a boss 228 that supports the movement of the fork-shaped body 186 along the first axis A1 caused by the movement of the input manipulator 92 between the first input position I1 and the second input position I2. It is supported along slot 226 to translate in response to a corresponding translation. It will be appreciated that other configurations for the various components of linkage 178 and/or manipulator assembly 88 than those shown in the figures are also contemplated.

図1~図24を再び参照すると、エンドエフェクタ40は、回転機器80に動作可能に取り付けられた結合器230を用いる。結合器230は、手術用ロボット32によって維持される異なる軌道に沿って第2の軸A2を回転機器80に対して選択的に位置決めするために、駆動アセンブリ82を回転機器80に複数の方位で解放可能に固定するように構成される。この機能により、第2の軸A2が回転機器80に対して、したがって、エンドエフェクタ40の取付具78に対してどのように向けられているかにかかわらず、グリップ90を概して同様に位置決めすることができることから、個別の各軌道Tに沿ってより一貫した手法が外科医に与えられる(図2A~図2Cを比較されたい)。 Referring again to FIGS. 1-24, end effector 40 employs a coupler 230 operably attached to rotating equipment 80. As shown in FIGS. Coupler 230 couples drive assembly 82 to rotating instrument 80 in multiple orientations to selectively position second axis A2 relative to rotating instrument 80 along different trajectories maintained by surgical robot 32. Configured to releasably secure. This feature allows the grip 90 to be positioned generally the same way regardless of how the second axis A2 is oriented relative to the rotating device 80 and, therefore, relative to the fixture 78 of the end effector 40. This gives the surgeon a more consistent approach along each individual trajectory T (compare FIGS. 2A-2C).

上述した機能は、図11A~図11Fの全体にわたって、第2の軸A2の方位と取付具78の方位とを比較することによってさらに示されている。ここで、取付具78は、概して232で示す基準部分を有し、この説明的な例では、基準部分232は、ロボットアーム36の結合具38に当接する取付具78の略平面によって画定された垂直線として実現される。しかし、基準部分232は、取付具78に対して固定されたままであるエンドエフェクタ40の他の構成要素によって画定することもでき、または他の方法で(例えば、重力などによって環境に対して垂直に)画定することもできることが理解されよう。 The functionality described above is further illustrated by comparing the orientation of the second axis A2 and the orientation of the fixture 78 throughout FIGS. 11A-11F. Here, the fixture 78 has a reference portion, indicated generally at 232, and in this illustrative example, the reference portion 232 is defined by the general plane of the fixture 78 that abuts the coupling 38 of the robot arm 36. Realized as a vertical line. However, the reference portion 232 may also be defined by other components of the end effector 40 that remain fixed relative to the fixture 78 or otherwise (e.g., by gravity, etc.) ) may also be defined.

図11A~図11Cで、駆動アセンブリ82は、基準方位ORに配置され、第2の軸A2と取付具78の基準部分232との間に画定される。したがって、第2の軸A2は、基準方位ORにあるとき、基準部分232に平行である。しかし、図11Dで、駆動アセンブリ82は、異なる第1の方位O1に配置されており、第1の方位O1は、第1の回転方向R1における第1の軸A1の周りの回転機器80に対する駆動アセンブリ82の回転によって画定される。さらに、図11Eおよび図11Fで、駆動アセンブリ82は、第2の方位O2に配置されており、第2の方位O2は、反対の第2の回転方向R2における第1の軸A1の周りの回転機器80に対する駆動アセンブリ82の回転によって画定される。 11A-11C, drive assembly 82 is positioned in a reference orientation OR and defined between second axis A2 and reference portion 232 of fixture 78. In FIGS. Therefore, the second axis A2 is parallel to the reference portion 232 when in the reference orientation OR. However, in FIG. 11D, the drive assembly 82 is arranged in a different first orientation O1, which is the drive for the rotating equipment 80 about a first axis A1 in a first direction of rotation R1. defined by the rotation of assembly 82. Further, in FIGS. 11E and 11F, the drive assembly 82 is positioned in a second orientation O2, which is rotation about the first axis A1 in an opposite second direction of rotation R2. Defined by the rotation of drive assembly 82 relative to instrument 80.

図11A~図11Fに示す斜視図から、第1の回転方向R1は反時計回りであり、第2の回転方向R2は時計回りである。したがって、図11Dに示す第1の方位O1にあるとき、駆動アセンブリ82は、第1の軸A1の周りを基準部分232に対して+45度反時計回りに回転している。図11E~図11Fに示す第2の方位O2にあるとき、駆動アセンブリ82は、第1の軸A1の周りを基準部分232に対して-45度時計回りに回転している。したがって、第1の方位O1と第2の方位O2との間には90度の差がある。しかし、第1の方位O1および第2の方位O2は、グリップ90の一貫した位置決めを容易にするように複数の異なる方法で画定することができることが理解されよう。さらに、結合器230は、駆動アセンブリ82を他の方位で支持することもできることが理解されよう。 From the perspective views shown in FIGS. 11A to 11F, the first rotation direction R1 is counterclockwise, and the second rotation direction R2 is clockwise. Thus, when in the first orientation O1 shown in FIG. 11D, the drive assembly 82 has rotated +45 degrees counterclockwise about the first axis A1 relative to the reference portion 232. When in the second orientation O2 shown in FIGS. 11E-11F, the drive assembly 82 has rotated −45 degrees clockwise relative to the reference portion 232 about the first axis A1. Therefore, there is a difference of 90 degrees between the first orientation O1 and the second orientation O2. However, it will be appreciated that the first orientation O1 and the second orientation O2 can be defined in a number of different ways to facilitate consistent positioning of the grip 90. Additionally, it will be appreciated that coupler 230 may support drive assembly 82 in other orientations.

図13を次に参照すると、本明細書に示す代表的な実施形態では、結合器230は、キャリアリング238内に形成されたそれぞれの結合ポケット236に沿って第1の軸A1に対して径方向に動くように支持された複数の結合要素234(例えば、ボールベアリング)を備える。結合器230はまた、ロックカラー240を備え、ロックカラー240は、結合要素234に接触する内側傾斜面242を有する。ロックカラー240は、外科医からロックカラー240に印加される力を介して、第1の軸A1の周りを選択的に回転するように配置される。キャリアリング238は、ロックカラー240とキャリアリング238との間のねじ係合(ねじ係合は詳細には図示せず)などを介して、機器ハウジング168に対するロックカラー240の回転に応答して、回転機器80に対して軸方向に並進するように構成される。 Referring now to FIG. 13, in the exemplary embodiment shown herein, couplers 230 are arranged radially relative to first axis A1 along respective coupling pockets 236 formed in carrier ring 238. A plurality of coupling elements 234 (eg, ball bearings) are supported for movement in a direction. Coupler 230 also includes a locking collar 240 having an inner angled surface 242 that contacts coupling element 234 . Locking collar 240 is arranged to selectively rotate about first axis A1 via a force applied to locking collar 240 by a surgeon. Carrier ring 238 is responsive to rotation of locking collar 240 relative to equipment housing 168, such as through a threaded engagement between locking collar 240 and carrier ring 238 (threaded engagement not shown in detail). It is configured to translate axially with respect to rotating device 80 .

ロックカラー240が第1の軸A1の周りを第2の回転方向R2に回転すると、キャリアリング238は、結合要素234と同時に、第1の軸A1に沿ってアクチュエータ166の方へ並進する。結合要素234に接触する内側傾斜面242の形状のため、アクチュエータ166の方へ並進することで、結合要素234が第1の軸A1の方へ径方向内方に動いて、駆動アセンブリ82を押圧し、それによって取付具78に対する駆動アセンブリ82の方位を維持する。逆に、ロックカラー240が第1の軸A1の周りを第1の回転方向R1に回転するとき、キャリアリング238は、結合要素234と同時に、第1の軸A1に沿ってアクチュエータ166から離れる方へ並進し、次いで結合要素234は、それぞれの結合ポケット236に沿って第1の軸A1から離れる方へ径方向に動くことが可能になる。結合器230の他の構成も企図されることが理解されよう。さらに、結合器230は、任意の数の異なる方位で、または事前定義された方位だけで(例えば、ロックまたは戻り止め機構を介して)、駆動アセンブリ82を回転機器80に固定するように構成することができる。 When the locking collar 240 rotates about the first axis A1 in the second rotational direction R2, the carrier ring 238 simultaneously translates the coupling element 234 towards the actuator 166 along the first axis A1. Because of the shape of the inner angled surface 242 that contacts the coupling element 234, translation toward the actuator 166 causes the coupling element 234 to move radially inwardly toward the first axis A1 and urge the drive assembly 82. and thereby maintain the orientation of drive assembly 82 relative to fixture 78. Conversely, when the locking collar 240 rotates about the first axis A1 in the first direction of rotation R1, the carrier ring 238 simultaneously rotates away from the actuator 166 along the first axis A1. , and then the coupling elements 234 are allowed to move radially along their respective coupling pockets 236 away from the first axis A1. It will be appreciated that other configurations of combiner 230 are also contemplated. Additionally, coupler 230 is configured to secure drive assembly 82 to rotating equipment 80 in any number of different orientations, or in only predefined orientations (e.g., via a lock or detent mechanism). be able to.

結合器230は、手術用ロボット32のベース34とツール42との間に追加の接合部を事実上形成することが理解されよう。取付具78に対する駆動アセンブリ82の方位を通信するために、図4に概略的に244で示す方位センサ配置体が、回転機器80に対する駆動アセンブリ82の方位を判定するように、回転機器80と駆動アセンブリ82との間に介在する。この目的で、方位センサ配置体244は、駆動アセンブリ82に動作可能に取り付けられた方位用発信体(orientation emitter)246と、回転機器80に対する方位用発信体246の位置を判定するように回転機器80に動作可能に取り付けられた方位検出器248とを備える。ここでも、方位センサ配置体244は、複数の異なるタイプ、構成、および/または配置とすることができる。別法として、ユーザインターフェース66の入力デバイス70(図1参照)などを介して、選択された方位を手術用システム30に手動で入力することもできる。 It will be appreciated that the coupler 230 effectively forms an additional joint between the base 34 of the surgical robot 32 and the tool 42. To communicate the orientation of drive assembly 82 with respect to fixture 78, an orientation sensor arrangement, shown schematically at 244 in FIG. It is interposed between the assembly 82 and the assembly 82 . To this end, the orientation sensor arrangement 244 includes an orientation emitter 246 operably attached to the drive assembly 82 and an orientation emitter 246 that is connected to the rotating equipment 80 to determine the position of the orientation emitter 246 with respect to the rotating equipment 80 . and an orientation detector 248 operably attached to 80 . Again, orientation sensor arrangement 244 may be of a number of different types, configurations, and/or arrangements. Alternatively, the selected orientation may be manually entered into surgical system 30, such as via input device 70 of user interface 66 (see FIG. 1).

図21~図24を次に参照すると、上述したように、駆動アセンブリ82は、回転機器80または手動インターフェース94から、ギアトレイン84を介して、コネクタ86に取り付けられたツール42に回転を伝達するために用いられる。この目的で、駆動アセンブリ82は、略L字形の駆動体250を備え、駆動体250は、以下により詳細に説明するように、動力入力シャフト252を第1の軸A1(図23A参照)に沿って支持し、また手動入力シャフト254、保持シャフト255、および中間シャフト256を第2の軸A2に沿ってさらに支持する。動力入力シャフト252は動力結合器258を備え、動力結合器258は、同時に回転するように、アクチュエータ166に結合された対応するアクチュエータ結合器260(図13参照)に係合するように成形される(例えば、干渉型の「ドッグクラッチ」として)。動力入力シャフト252、手動入力シャフト254、保持シャフト255、および中間シャフト256はそれぞれ、概して、1つまたは複数のベアリング262(例えば、封止ボールベアリング)、ワッシャ264、キーパ266、および/またはばねシム268を介して、駆動体250に対して回転するように支持される(配置は図23A~図23Bおよび図24に概略的に示されているが、詳細には説明しない)。駆動アセンブリ82は、動力入力シャフト252、手動入力シャフト254、および保持シャフト255のそれぞれの露出端に隣接して配置されたシール270をさらに備える。 21-24, as discussed above, drive assembly 82 transmits rotation from rotating equipment 80 or manual interface 94 to tool 42 attached to connector 86 via gear train 84. used for To this end, drive assembly 82 includes a generally L-shaped driver 250 that aligns a power input shaft 252 along a first axis A1 (see FIG. 23A), as described in more detail below. and further supports manual input shaft 254, holding shaft 255, and intermediate shaft 256 along second axis A2. Power input shaft 252 includes a power coupler 258 that is shaped to engage a corresponding actuator coupler 260 (see FIG. 13) coupled to actuator 166 for simultaneous rotation. (e.g. as an interference-type "dog clutch"). Power input shaft 252, manual input shaft 254, retention shaft 255, and intermediate shaft 256 each generally include one or more bearings 262 (e.g., sealed ball bearings), washers 264, keepers 266, and/or spring shims. 268 (the arrangement is shown schematically in FIGS. 23A-23B and 24 and will not be described in detail). Drive assembly 82 further includes a seal 270 positioned adjacent the exposed end of each of power input shaft 252 , manual input shaft 254 , and retention shaft 255 .

第1の軸A1の周りの回転を第2の軸A2の周りの回転に変換するために、ギアトレイン84は、概して272で示す少なくとも1つのベベルギアセットを備え、ベベルギアセット272は、回転機器80とコネクタ86との間で回転連係するように介在する。ベベルギアセット272は、入力歯車274および出力歯車276を備える。入力歯車274は、概して278で示すキーおよびキー溝の配置を介して、動力入力シャフト252と同時に回転する。入力歯車274は、以下により詳細に説明するように、出力歯車276(図23A参照)に噛合するように配置される。出力歯車276は、概して280で示すスプライン配置を介して、中間シャフト256と同時に回転する。ここで、中間シャフト256は外側スプライン282を備え、外側スプライン282は、以下により詳細に説明するように、出力歯車276の対応する内側スプライン284に係合する。 To convert rotation about the first axis A1 to rotation about the second axis A2, the gear train 84 includes at least one bevel gear set, indicated generally at 272, where the bevel gear set 272 The connector 86 is interposed so as to be rotationally connected to the connector 86. Bevel gear set 272 includes an input gear 274 and an output gear 276. Input gear 274 rotates simultaneously with power input shaft 252 through a key and keyway arrangement generally indicated at 278 . Input gear 274 is arranged to mesh with output gear 276 (see FIG. 23A), as described in more detail below. Output gear 276 rotates simultaneously with intermediate shaft 256 via a spline arrangement generally indicated at 280. Here, the intermediate shaft 256 includes an outer spline 282 that engages a corresponding inner spline 284 of the output gear 276, as described in more detail below.

図示の実施形態では、駆動アセンブリ82のギアトレイン84は、概して286で示す少なくとも1つの減速ギアセットを備え、減速ギアセット286は、回転機器80とコネクタ86との間で回転連係するように介在し、したがって、回転機器80のアクチュエータ166の回転が、コネクタ86に取り付けられたツール42の回転とは異なる(例えば、より速いまたはより遅い)速度で生じる。より具体的には、減速ギアセット286は、ベベルギアセット272とコネクタ86との間で回転連係するように介在しており、中間シャフト256(回転機器80または手動インターフェース94を介して回転することができる)が、保持シャフト255(ツール42と同時に第2の軸A2の周りで回転する)より速い速度で回転するように配置される。エンドエフェクタ40の第1の実施形態では、第1の軸A1の周りのアクチュエータ166の回転が、第2の軸A2の周りのツール42の回転より速い速度で生じるのに対して、他の構成も企図され、本明細書では、「減速ギアセット」という用語は、別途具体的な記載がない限り、回転速度の減速(トルクの増大による)またはトルクの低減(回転速度の増大による)を指すことができる。 In the illustrated embodiment, gear train 84 of drive assembly 82 includes at least one reduction gear set, generally indicated at 286, which is interposed for rotational communication between rotating equipment 80 and connector 86. Therefore, rotation of actuator 166 of rotating device 80 occurs at a different (eg, faster or slower) speed than the rotation of tool 42 attached to connector 86. More specifically, a reduction gear set 286 is interposed in rotational communication between the bevel gear set 272 and the connector 86 and is rotatable via the intermediate shaft 256 (rotating device 80 or manual interface 94). The holding shaft 255 (which rotates about the second axis A2 at the same time as the tool 42) is arranged to rotate at a faster speed than the holding shaft 255 (which rotates about the second axis A2 at the same time as the tool 42). In the first embodiment of the end effector 40, the rotation of the actuator 166 about the first axis A1 occurs at a faster rate than the rotation of the tool 42 about the second axis A2, whereas other configurations is also contemplated, and as used herein, the term "reduction gear set" refers to a reduction in rotational speed (by increasing torque) or a reduction in torque (by increasing rotational speed), unless specifically stated otherwise. be able to.

図23A~図24を次に参照すると、図示の実施形態では、減速ギアセット286は、駆動体250内に形成された固定のリング歯車288を有する複合遊星減速ギアセットを備えており(図23A~図23B参照)、リング歯車288は、第1の組の遊星歯車290A、第2の組の遊星歯車290B、および第3の組の遊星歯車290Cに噛合係合するように配置され、第1の組の遊星歯車290A、第2の組の遊星歯車290B、および第3の組の遊星歯車290Cはそれぞれ、第1の太陽歯車292A、第2の太陽歯車292B、および第3の太陽歯車292Cに噛合係合するように配置される。第1の組のピン294A、第2の組のピン294B、および第3の組のピン294Cが、第1の組のブッシング296A、第2の組のブッシング296B、および第3の組のブッシング296Cと協働して、それぞれの組の遊星歯車290A、290B、290Cの遊星歯車を回転するように回転可能に支持する。これらの組のピン294A、294B、294Cは、それぞれ第1のキャリア298A、第2のキャリア298B、および第3のキャリア298Cに固定される。第1のキャリア298Aは、保持シャフト255によって画定され、または他の方法で保持シャフト255に動作可能に取り付けられ、第1の組の遊星歯車290Aを保持しており、第1の組の遊星歯車290Aはまた、第1の太陽歯車292Aに噛合係合するように配置される。第1の太陽歯車292Aは、同時に回転するように第2のキャリア298Bに結合され、第2のキャリア298Bは、第2の組の遊星歯車290Bを保持しており、第2の組の遊星歯車290Bはまた、第2の太陽歯車292Bに噛合係合するように配置される。第2の太陽歯車292Bは、同時に回転するように第3のキャリア298Cに結合され、第3のキャリア298Cは、第3の組の遊星歯車290Cを保持しており、第3の組の遊星歯車290Cはまた、第3の太陽歯車292Cに噛合係合するように配置される。第3の太陽歯車292Cは、同時に回転するように中間シャフト256に結合される。隣接する組の遊星歯車290A、290B、290Cとの摩擦を低減させることを助けるために、キャリア298A、298B、298Cのうちの1つまたは複数に隣接して、ワッシャ264を設けることができる。減速ギアセット286は、2つ以下もしくは4つ以上の遊星減速を有するもの、または遊星減速を有していないものなど、複数の異なる方法で配置または構成することもできることが、当業者には理解されよう。他の構成も企図される。 23A-24, in the illustrated embodiment, the reduction gear set 286 comprises a compound planetary reduction gear set having a fixed ring gear 288 formed within the driver 250 (FIG. 23A-24). 23B), the ring gear 288 is arranged to mesh with the first set of planetary gears 290A, the second set of planetary gears 290B, and the third set of planetary gears 290C; The set of planetary gears 290A, the second set of planetary gears 290B, and the third set of planetary gears 290C are connected to the first sun gear 292A, the second sun gear 292B, and the third sun gear 292C, respectively. are arranged in mating engagement. The first set of pins 294A, the second set of pins 294B, and the third set of pins 294C are connected to the first set of bushings 296A, the second set of bushings 296B, and the third set of bushings 296C. In cooperation with this, the planetary gears of the respective sets of planetary gears 290A, 290B, and 290C are rotatably supported to rotate. These sets of pins 294A, 294B, 294C are fixed to a first carrier 298A, a second carrier 298B, and a third carrier 298C, respectively. A first carrier 298A is defined by or otherwise operably attached to the retaining shaft 255 and retains a first set of planetary gears 290A, and a first carrier 298A is defined by or otherwise operably attached to the retaining shaft 255 and retains a first set of planetary gears 290A. 290A is also positioned in meshing engagement with first sun gear 292A. A first sun gear 292A is coupled for simultaneous rotation to a second carrier 298B, which carries a second set of planet gears 290B, and a second set of planet gears 290B. 290B is also positioned in meshing engagement with a second sun gear 292B. A second sun gear 292B is coupled for simultaneous rotation to a third carrier 298C, which carries a third set of planetary gears 290C and a third set of planetary gears 290C. 290C is also positioned in meshing engagement with a third sun gear 292C. Third sun gear 292C is coupled to intermediate shaft 256 for simultaneous rotation. A washer 264 can be provided adjacent one or more of the carriers 298A, 298B, 298C to help reduce friction with adjacent sets of planetary gears 290A, 290B, 290C. Those skilled in the art will appreciate that the reduction gear set 286 can also be arranged or configured in a number of different ways, such as with less than two planetary reductions, more than four planetary reductions, or no planetary reductions. It will be. Other configurations are also contemplated.

図23A~図24を引き続き参照すると、ツール42のビットインターフェース128に解放可能に取り付けることを容易にするために、駆動アセンブリ82のコネクタ86は、概して、コネクタ体300、フランジ部材302、コネクタ付勢要素304、1対の軸方向コネクタ要素306、および回転コネクタ要素308を備える。コネクタ体300は、駆動体250に動作可能に取り付けられており(例えば、ねじ係合を介して)、第2の軸A2の周りで保持シャフト255を回転可能に支持するベアリング262を収容する。保持シャフト255はコネクタ要素ポケット310を備え、コネクタ要素ポケット310はそれぞれ、ツール42と保持シャフト255との間の相対的な軸方向の動きを抑制するために、ツール42のビットインターフェース128の軸方向保持器130に係合するように、軸方向コネクタ要素306のうちの一方を収容する。 23A-24, to facilitate releasable attachment to the bit interface 128 of the tool 42, the connector 86 of the drive assembly 82 generally includes a connector body 300, a flange member 302, a connector biasing element 304, a pair of axial connector elements 306, and a rotational connector element 308. Connector body 300 is operably attached to drive body 250 (eg, via a threaded engagement) and houses a bearing 262 that rotatably supports retaining shaft 255 about second axis A2. Retaining shaft 255 includes connector element pockets 310, each of which extends in the axial direction of bit interface 128 of tool 42 to constrain relative axial movement between tool 42 and retaining shaft 255. One of the axial connector elements 306 is received to engage the retainer 130.

ツール42を解放するために、フランジ部材302は、第2の軸A2に沿って並進するように配置されており、外科医によって印加される力に応答して、コネクタ体300に沿って摺動することができる。フランジ部材302は、軸方向コネクタ要素306に接触する軸方向傾斜面312を備える。コネクタ付勢要素304は、フランジ部材302を軸方向にコネクタ体300から離れる方へ動かすように、コネクタ体300とフランジ部材302との間に介在する。フランジ部材302は、保持シャフト255に結合されたシール270の段差面314を介して、コネクタ体からの係合解除が防止される。軸方向コネクタ要素306とフランジ部材302の軸方向傾斜面312との間の係合のため、コネクタ付勢要素304によって生じる付勢により、軸方向コネクタ要素306が第2の軸A2の方へ径方向内方に動いて、ツール42のビットインターフェース128の軸方向保持器130に係合し、駆動アセンブリ82に対するツール42の軸方向の保持を生じさせる。図示の実施形態では、コネクタ86の回転コネクタ要素308は、保持シャフト255の遠位端に形成されており、ツール42のビットインターフェース128の回転保持器132に当接するように成形され、それによりツール42および保持シャフト255の同時回転が生じる。コネクタ86の他の構成も企図される。 To release tool 42, flange member 302 is arranged to translate along second axis A2 and slides along connector body 300 in response to a force applied by the surgeon. be able to. Flange member 302 includes an axially ramped surface 312 that contacts axial connector element 306 . Connector biasing element 304 is interposed between connector body 300 and flange member 302 to move flange member 302 axially away from connector body 300 . The flange member 302 is prevented from disengaging from the connector body via the stepped surface 314 of the seal 270 coupled to the retaining shaft 255. Due to the engagement between the axial connector element 306 and the axially inclined surface 312 of the flange member 302, the biasing provided by the connector biasing element 304 causes the axial connector element 306 to radially move toward the second axis A2. directionally inwardly to engage the axial retainer 130 of the bit interface 128 of the tool 42 , resulting in axial retention of the tool 42 relative to the drive assembly 82 . In the illustrated embodiment, the rotary connector element 308 of the connector 86 is formed at the distal end of the retention shaft 255 and is shaped to abut the rotary retainer 132 of the bit interface 128 of the tool 42, thereby 42 and holding shaft 255 occur simultaneously. Other configurations of connector 86 are also contemplated.

図23A~図24を引き続き参照すると、駆動アセンブリ82は、概して316で示すクラッチ機構を備え、クラッチ機構316は、手動インターフェース94とギアトレイン84との間に介在する。クラッチ機構316は、第1のモード316A(図23A参照)と第2のモード316B(図23B参照)との間で動作可能である。第1のモード316Aでは、回転機器80のアクチュエータ166によって生成される回転トルクは、ギアトレイン84によって伝達され、手動インターフェース94を回転させることなく、ツール42を第2の軸A2の周りで回転させる。第2のモード316Bで、手動インターフェース94に印加される力が、ギアトレイン84によってトルクとして伝達され、ツール42を第2の軸S2の周りで回転させる。以下により詳細に説明するように、クラッチ機構316は、手動インターフェース94に印加される力に応答して第1のモード316Aから第2のモード316Bへ動き、クラッチ機構を第2のモード316Bから第1のモード316Aへ動かすように配置されたクラッチ付勢要素318を備える。 With continued reference to FIGS. 23A-24, drive assembly 82 includes a clutch mechanism, indicated generally at 316, which is interposed between manual interface 94 and gear train 84. Clutch mechanism 316 is operable between a first mode 316A (see FIG. 23A) and a second mode 316B (see FIG. 23B). In the first mode 316A, rotational torque generated by actuator 166 of rotating equipment 80 is transmitted by gear train 84 to rotate tool 42 about second axis A2 without rotating manual interface 94. . In the second mode 316B, the force applied to the manual interface 94 is transmitted as a torque by the gear train 84 to rotate the tool 42 about the second axis S2. As described in more detail below, the clutch mechanism 316 moves from the first mode 316A to the second mode 316B in response to a force applied to the manual interface 94, causing the clutch mechanism 316 to move from the second mode 316B to the second mode 316B. 1 and a clutch biasing element 318 arranged to move to mode 316A.

図23A~図23Bに最もよく示すように、クラッチ付勢要素318は、中間シャフト256内に外側スプライン282に隣接して形成されたクラッチポケット320内に支持される。クラッチ付勢要素318はまた、ギアトレイン84のベベルギアセット272の出力歯車276に係合するように配置される。出力歯車276が、内側スプライン284を用いて中間シャフト256の外側スプライン282に係合するが、中間シャフト256に軸方向に固定されないため、クラッチ付勢要素318は、出力歯車276を第2の軸A2に沿って動かして入力歯車274に噛合係合させ、クラッチ機構316を第1のモード316A(図23A参照)で動作させることを容易にする。 As best shown in FIGS. 23A-23B, clutch biasing element 318 is supported within a clutch pocket 320 formed within intermediate shaft 256 adjacent outer spline 282. As best shown in FIGS. Clutch biasing element 318 is also positioned to engage output gear 276 of bevel gear set 272 of gear train 84 . Because output gear 276 engages outer spline 282 of intermediate shaft 256 using inner spline 284 but is not axially fixed to intermediate shaft 256, clutch biasing element 318 directs output gear 276 toward the second shaft. A2 into meshing engagement with input gear 274 to facilitate operating clutch mechanism 316 in first mode 316A (see FIG. 23A).

第2の軸A2との位置合わせを容易にするために、中間シャフト256の近位端は、外側スプライン282に隣接してパイロットシャフト領域322を備えており、パイロットシャフト領域322は、手動インターフェース94の手動入力シャフト254内に形成された相応の形状のパイロット孔324内に摺動可能に受け取られる(図23A~図23B参照)。手動入力シャフト254はまた、その遠位端にアイドル孔326を備えており、アイドル孔326とパイロット孔324との間には、リンクスプライン配置328が軸方向に配置される。手動入力シャフト254の外面は、ベアリング262によって回転可能に支持され、ベアリング262は、駆動体250に取り付けられたシート330内に収容される。手動入力シャフト254は、上部カバー332を通って延び、上部カバー332はまた、駆動体250に取り付けられており、したがって、以下により詳細に説明するように、ハンドルアセンブリ96によって手動入力シャフト254の近位端に係合することができる。 To facilitate alignment with second axis A2, the proximal end of intermediate shaft 256 includes a pilot shaft region 322 adjacent outer spline 282, which pilot shaft region 322 is connected to manual interface 94. (See FIGS. 23A-23B). Manual input shaft 254 also includes an idle hole 326 at its distal end, and a link spline arrangement 328 is axially disposed between idle hole 326 and pilot hole 324. The outer surface of manual input shaft 254 is rotatably supported by a bearing 262 that is housed within a seat 330 that is attached to driver 250 . The manual input shaft 254 extends through the top cover 332, which is also attached to the driver 250 and, thus, is provided in close proximity to the manual input shaft 254 by the handle assembly 96, as described in more detail below. can be engaged with the front end.

クラッチ機構316が第1のモード316A(図23A参照)にあるとき、手動入力シャフト254のアイドル孔326は、中間シャフト256の外側スプライン282に接触するが、それとともに回転しない。さらに、アイドル孔326およびリンクスプライン配置328がどのように位置決めされるかにより、クラッチ機構316が第1のモード316Aにあるとき、中間シャフト256の回転は手動入力シャフト254へ伝達されず、ベベルギアセット272の歯車274、276は噛合したままであり、したがって、動力入力シャフト252の回転は、中間シャフト256に伝達される。しかし、手動インターフェース94に軸方向の力が印加されたとき、手動入力シャフト254は、出力歯車276と同時に第2の軸A2に沿ってコネクタ86の方へ並進する。図23Bに示すように、これにより出力歯車276は、入力歯車274との噛合係合から解除され、それによって軸A1、A2間の回転を中止し、手動入力シャフト254のリンクスプライン配置328を中間シャフト256の外側スプライン282にさらに係合させ、それによって手動入力シャフト254および中間シャフト256が同時に回転することを容易にする。 When the clutch mechanism 316 is in a first mode 316A (see FIG. 23A), the idle hole 326 of the manual input shaft 254 contacts the outer spline 282 of the intermediate shaft 256 but does not rotate therewith. Furthermore, due to how the idle hole 326 and link spline arrangement 328 are positioned, when the clutch mechanism 316 is in the first mode 316A, rotation of the intermediate shaft 256 is not transmitted to the manual input shaft 254 and the bevel gear set Gears 274, 276 of 272 remain meshed, and thus rotation of power input shaft 252 is transmitted to intermediate shaft 256. However, when an axial force is applied to manual interface 94, manual input shaft 254 translates toward connector 86 along second axis A2 simultaneously with output gear 276. As shown in FIG. 23B, this causes output gear 276 to disengage from meshing engagement with input gear 274, thereby ceasing rotation between axes A1, A2 and intermediate link spline arrangement 328 of manual input shaft 254. It further engages outer splines 282 of shaft 256, thereby facilitating simultaneous rotation of manual input shaft 254 and intermediate shaft 256.

したがって、手動インターフェース94に印加される軸方向の力により、クラッチ機構316が第1のモード316A(図23A参照)から第2のモード316B(図23B参照)へ動く。この構成は、回転機器80と手動インターフェース94との間の回転トルクの伝達を事実上防止する。言い換えれば、クラッチ機構316が第1のモード316Aにあるとき、回転機器80を駆動しても手動インターフェース94は回転せず、手動インターフェース94を回転させるように力を印加すると、回転機器80が後方へ駆動されない。エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して示した本明細書に記載のもの以外に、クラッチ機構316の他の構成も企図される。 Accordingly, the axial force applied to manual interface 94 moves clutch mechanism 316 from first mode 316A (see FIG. 23A) to second mode 316B (see FIG. 23B). This configuration virtually prevents the transmission of rotational torque between rotating equipment 80 and manual interface 94. In other words, when the clutch mechanism 316 is in the first mode 316A, driving the rotating device 80 will not rotate the manual interface 94, and applying a force to rotate the manual interface 94 will cause the rotating device 80 to move backwards. not driven to. Other configurations of clutch mechanism 316 are also contemplated beyond those described herein and shown in connection with the first embodiment of end effector 40.

図23A~図23Bに示すように、駆動アセンブリ82および手動インターフェース94の上記の実施形態は、概して334で示すガイド孔を画定するように協働し、ガイド孔334は、第2の軸A2に沿って手動インターフェース94から駆動アセンブリ82の様々な構成要素を通ってコネクタ86へ延びる。ここで、カニューレが挿入される固定具50および回転駆動ツール48と同様に、ガイドワイヤGW(例えば、「Kワイヤ」)が、ガイド孔334を通って延びることができる(詳細には図示しないが、関連技術では概略的に知られている)。 As shown in FIGS. 23A-23B, the above-described embodiments of drive assembly 82 and manual interface 94 cooperate to define a guide hole, generally indicated at 334, which guide hole 334 is aligned with second axis A2. It extends along from manual interface 94 through various components of drive assembly 82 to connector 86 . Here, a guidewire GW (e.g., a "K-wire") can extend through the guide hole 334 (not shown in detail), as can the cannulated fixture 50 and the rotary drive tool 48. , generally known in the related art).

図11B~図11Cを次に参照すると、上述したように、ハンドルアセンブリ96は、手動インターフェース94に取り付けられ、とりわけ、外科医によってハンドルアセンブリ96に印加される力に応答して、ツール42を第2の軸A2の周りで手動で回転させ、手動入力シャフト254を第2の軸A2に沿って並進させるために用いられる。この目的で、手動インターフェース94は、第2の軸A2の周りを回転するように配置されたヘッド336を備え、ハンドルアセンブリ96は、概して、動力伝達具338およびハンドル本体340を備える。ヘッド336は、手動入力シャフト254の近位端に配置され、動力伝達具338は、外科医によってハンドル本体340に印加される力に応答して、第2の軸A2の周りで同時に回転するように、ヘッド336を受け取るように成形される。図11B~図11Cに概略的に示すように、ハンドルアセンブリ96は、ラチェット機構342を備えることができ、ラチェット機構342は、ハンドル本体340と動力伝達具338との間に介在して、ハンドル本体340および動力伝達具338が第2の軸A2の周りを第3の回転方向R3に同時に回転することを可能にし、動力伝達具338がハンドル本体340に対して第2の軸A2の周りを第3の回転方向R3の反対の第4の回転方向R4に回転することを中止する。ラチェット機構342は、複数の異なるタイプおよび構成(例えば、ラチェットおよびつめの配置、1つまたは複数の弾性的に可撓性の部材など)とすることができることが理解されよう。さらに、図示の実施形態では、ハンドルアセンブリ96は、手動インターフェース94に解放可能に取付け可能であるが、ハンドルアセンブリ96を手動インターフェース94に恒久的に固定することもできる(例えば、折畳み可能または他の方法で接合可能なハンドル本体340による)ことが考えられる。 11B-11C, as discussed above, the handle assembly 96 is attached to the manual interface 94 and, among other things, in response to a force applied to the handle assembly 96 by the surgeon, moves the tool 42 into the second position. about axis A2 and is used to translate manual input shaft 254 along second axis A2. To this end, manual interface 94 includes a head 336 arranged for rotation about second axis A2, and handle assembly 96 generally includes a power transmission 338 and a handle body 340. The head 336 is disposed at the proximal end of the manual input shaft 254 and the power transmission device 338 is configured to rotate simultaneously about a second axis A2 in response to a force applied to the handle body 340 by the surgeon. , is shaped to receive the head 336. As shown schematically in FIGS. 11B-11C, the handle assembly 96 can include a ratchet mechanism 342 that is interposed between the handle body 340 and the power transmission 338 to 340 and the power transmission device 338 simultaneously rotate about the second axis A2 in a third rotational direction R3, and the power transmission device 338 rotates about the second axis A2 relative to the handle body 340 in a third rotational direction R3. The rotation in the fourth rotation direction R4, which is opposite to the rotation direction R3 of No. 3, is stopped. It will be appreciated that the ratchet mechanism 342 can be of a number of different types and configurations (eg, a ratchet and pawl arrangement, one or more resiliently flexible members, etc.). Additionally, although in the illustrated embodiment, the handle assembly 96 is releasably attachable to the manual interface 94, the handle assembly 96 can also be permanently secured to the manual interface 94 (e.g., collapsible or other (by means of a handle body 340 that can be joined by a method).

本開示はまた、手術用ロボット32によって維持される軌道Tに沿って手術部位STにパイロット孔46を形成する方法を対象とする。この方法は、回転機器80、駆動アセンブリ82、手動インターフェース94、および操作具アセンブリ88を支持するエンドエフェクタ40を手術用ロボット32に取り付けることを含む異なる工程を含む。この方法はまた、第2の軸A2に沿って駆動アセンブリ82に回転切断ツール44を取り付けることと、第2の軸A2を軌道Tと位置合わせして、回転切断ツール44を手術部位に位置決めすることと、操作具アセンブリ88に係合して、回転機器80によって第1の軸A1の周りに回転トルクを生成し、駆動アセンブリ82によって回転機器80からの第1の軸A1の周りのトルクを変換して、回転切断ツール44を第2の軸A2の周りで回転させることとを含む。この方法は、手術部位STで軌道Tに沿って回転切断ツール44を第1の深さD1まで前進させることと、第1の軸A1の周りの回転を中止することとをさらに含む。この方法はまた、手動インターフェース94へのアクセスを提示しまたは他の方法で促進するように操作具アセンブリ88を位置決めすることと、手動インターフェース94に力を印加して、回転切断ツール44を第2の軸A2の周りで回転させることと、手術部位STで軌道Tに沿って回転切断ツール44を第1の深さD1より大きい第2の深さD2まで前進させることとを含む。 The present disclosure is also directed to a method of forming a pilot hole 46 in a surgical site ST along a trajectory T maintained by the surgical robot 32. The method includes different steps including attaching end effector 40 supporting rotating instrument 80, drive assembly 82, manual interface 94, and manipulator assembly 88 to surgical robot 32. The method also includes attaching the rotary cutting tool 44 to the drive assembly 82 along a second axis A2 and aligning the second axis A2 with the trajectory T to position the rotary cutting tool 44 at the surgical site. and engaging manipulator assembly 88 to generate rotational torque about first axis A1 by rotating device 80 and generating torque about first axis A1 from rotating device 80 by drive assembly 82. and rotating the rotary cutting tool 44 about the second axis A2. The method further includes advancing the rotary cutting tool 44 along the trajectory T at the surgical site ST to a first depth D1 and ceasing rotation about the first axis A1. The method also includes positioning the handle assembly 88 to present or otherwise facilitate access to the manual interface 94 and applying a force to the manual interface 94 to move the rotary cutting tool 44 to the second and advancing the rotary cutting tool 44 along a trajectory T at the surgical site ST to a second depth D2 that is greater than the first depth D1.

本開示はまた、手術用ロボット32によって維持される軌道Tに沿って手術部位STに固定具50を設置する方法を対象とする。この方法は、回転機器80、駆動アセンブリ82、手動インターフェース94、および操作具アセンブリ88を支持するエンドエフェクタ40を手術用ロボット32に取り付けることを含む異なる工程を含む。この方法はまた、第2の軸A2に沿って駆動アセンブリ82にツール42を取り付けることと、固定具50をツール42に取り付けることと、第2の軸A2を軌道と位置合わせして、固定具50を手術部位STに隣接して位置決めすることとを含む。この方法は、操作具アセンブリ88に係合して、回転機器80によって第1の軸A1の周りに回転トルクを生成し、駆動アセンブリ82によって回転機器80からの第1の軸A1の周りのトルクを変換して、ツール42および固定具50を第2の軸A2の周りで回転させることをさらに含む。この方法はまた、手術部位STで軌道に沿ってツール42および固定具50を第1の深さD1まで前進させることと、第1の軸A1の周りの回転を中止することと、手動インターフェース94へのアクセスを提示しまたは他の方法で促進するように操作具アセンブリ88を位置決めすることとを含む。この方法は、手動インターフェース94に力を印加して、ツール42および固定具50を第2の軸A2の周りで回転させることと、手術部位STで軌道に沿って固定具50を第1の深さD1より大きい第2の深さD2まで前進させることとをさらに含む。 The present disclosure is also directed to a method of installing a fixture 50 at a surgical site ST along a trajectory T maintained by a surgical robot 32. The method includes different steps including attaching end effector 40 supporting rotating instrument 80, drive assembly 82, manual interface 94, and manipulator assembly 88 to surgical robot 32. The method also includes attaching the tool 42 to the drive assembly 82 along a second axis A2, attaching the fixture 50 to the tool 42, aligning the second axis A2 with the track, and aligning the fixture 50 with the track. 50 adjacent the surgical site ST. The method includes engaging a handle assembly 88 to generate a rotational torque about a first axis A1 by the rotating device 80, and generating a torque about the first axis A1 from the rotating device 80 by a drive assembly 82. and rotating the tool 42 and the fixture 50 about the second axis A2. The method also includes advancing tool 42 and fixture 50 along a trajectory at surgical site ST to a first depth D1, ceasing rotation about first axis A1, and manual interface 94. and positioning the manipulator assembly 88 to present or otherwise facilitate access to. The method includes applying a force to manual interface 94 to rotate tool 42 and fixture 50 about a second axis A2 and moving fixture 50 along a trajectory at a surgical site ST to a first depth. and advancing to a second depth D2 that is greater than the depth D1.

本開示はまた、手術用ロボット32によって維持されるそれぞれの第1の軌道T1および第2の軌道T2に沿って手術部位STに第1および第2の固定具50を設置する方法を対象とする。この方法は、回転機器80、駆動アセンブリ82、手動インターフェース94、および操作具アセンブリ88を支持するエンドエフェクタ40を手術用ロボット32に取り付けることを含む異なる工程を含む。この方法はまた、第2の軸A2に沿って駆動アセンブリ82にツール42を取り付けることと、第1の固定具50をツール42に取り付けることと、第2の軸A2を第1の軌道と位置合わせして、第1の固定具50を手術部位STに隣接して位置決めすることと、操作具アセンブリ88に係合して、回転機器80によって第1の軸A1の周りに回転トルクを生成し、駆動アセンブリ82によって回転機器80からの第1の軸A1の周りのトルクを変換して、ツール42および第1の固定具50を第2の軸A2の周りで回転させることとを含む。この方法は、手術部位STで第1の軌道に沿ってツール42および第1の固定具50を第1の深さD1まで前進させることと、第1の軸A1の周りの回転を中止することと、手動インターフェース94へのアクセスを提示しまたは他の方法で促進するように操作具アセンブリ88を位置決めすることとをさらに含む。この方法はまた、手動インターフェース94に力を印加して、ツール42および第1の固定具50を第2の軸A2の周りで回転させることと、手術部位STで第1の軌道に沿ってツール42および第1の固定具50を第1の深さD1より大きい第2の深さD2まで前進させることと、第1の固定具50をツール42から解放することとを含む。この方法は、第2の固定具50をツール42に取り付けることと、第2の軸A2を第2の軌道と位置合わせして、第2の固定具50を手術部位STに隣接して位置決めすることと、操作具アセンブリ88に係合して、回転機器80によって第1の軸A1の周りに回転トルクを生成することとをさらに含む。この方法はまた、駆動アセンブリ82によって回転機器80からの第1の軸A1の周りのトルクを変換して、ツール42および第2の固定具50を第2の軸A2の周りで回転させることと、手術部位STで第2の軌道に沿ってツール42および第2の固定具50を第3の深さD3まで前進させることと、第1の軸A1の周りの回転を中止することと、手動インターフェース94へのアクセスを提示しまたは他の方法で促進するように操作具アセンブリ88を位置決めすることとを含む。この方法は、手動インターフェース94に力を印加して、ツール42および第2の固定具50を第2の軸A2の周りで回転させることと、手術部位STで第2の軌道に沿ってツール42および第2の固定具50を第3の深さD3より大きい第4の深さD4まで前進させることとをさらに含む。 The present disclosure is also directed to a method of installing first and second fixtures 50 at a surgical site ST along respective first and second trajectories T1 and T2 maintained by surgical robot 32. . The method includes different steps including attaching end effector 40 supporting rotating instrument 80, drive assembly 82, manual interface 94, and manipulator assembly 88 to surgical robot 32. The method also includes attaching the tool 42 to the drive assembly 82 along a second axis A2, attaching the first fixture 50 to the tool 42, and aligning the second axis A2 with the first trajectory and position. Coupled with positioning the first fixture 50 adjacent the surgical site ST and engaging the manipulator assembly 88 to generate a rotational torque about the first axis A1 by the rotating device 80. , converting torque about the first axis A1 from the rotating equipment 80 by the drive assembly 82 to rotate the tool 42 and the first fixture 50 about the second axis A2. The method includes advancing the tool 42 and the first fixture 50 along a first trajectory at a surgical site ST to a first depth D1 and ceasing rotation about a first axis A1. and positioning the handle assembly 88 to present or otherwise facilitate access to the manual interface 94. The method also includes applying a force to manual interface 94 to rotate tool 42 and first fixture 50 about second axis A2 and moving the tool along a first trajectory at surgical site ST. 42 and the first fixture 50 to a second depth D2 that is greater than the first depth D1, and releasing the first fixture 50 from the tool 42. The method includes attaching a second fixture 50 to the tool 42 and aligning a second axis A2 with a second trajectory to position the second fixture 50 adjacent a surgical site ST. and engaging the manipulator assembly 88 to generate a rotational torque about the first axis A1 by the rotating device 80. The method also includes converting torque about the first axis A1 from the rotating device 80 by the drive assembly 82 to rotate the tool 42 and the second fixture 50 about the second axis A2. , advancing the tool 42 and the second fixture 50 along a second trajectory at the surgical site ST to a third depth D3 and ceasing rotation about the first axis A1; and positioning the manipulator assembly 88 to present or otherwise facilitate access to the interface 94. The method includes applying a force to manual interface 94 to rotate tool 42 and second fixture 50 about a second axis A2 and moving tool 42 along a second trajectory at a surgical site ST. and advancing the second fixture 50 to a fourth depth D4 that is greater than the third depth D3.

上述したように、手術用システム30のエンドエフェクタの第2の実施形態が、図25A~図28に示されている。以下の説明では、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の構造および構成要素と同じまたは他の方法で対応している第2の実施形態の構造および構成要素は、同じ参照番号を2000増大させた番号を有する。エンドエフェクタ2040の第2の実施形態の構成要素および特徴の多くは、上述したエンドエフェクタ40の第1の実施形態のものに実質的に類似しているため、明瞭性、一貫性、および簡潔性の目的で、エンドエフェクタ2040の第2の実施形態とエンドエフェクタ40の第1の実施形態との特定の具体的な違いについてのみを以下に説明し、これらの実施形態間で共通の構成要素および特徴のいくつかのみを本明細書に論じ、図面に示す。したがって、それだけに限定されるものではないが、以下に別途指示がない限り、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の説明を、エンドエフェクタ2040の第2の実施形態に対して参照により組み込むことができる。 As mentioned above, a second embodiment of the end effector of surgical system 30 is shown in FIGS. 25A-28. In the following description, structures and components of the second embodiment that are the same as or otherwise correspond to structures and components of the first embodiment of the end effector 40 have the same reference numerals incremented by 2000. Has a number. Many of the components and features of the second embodiment of end effector 2040 are substantially similar to those of the first embodiment of end effector 40 described above, thereby providing clarity, consistency, and conciseness. For purposes of this, only certain specific differences between the second embodiment of end effector 2040 and the first embodiment of end effector 40 are discussed below, and common components and components between these embodiments are discussed below. Only some of the features are discussed herein and illustrated in the drawings. Accordingly, and without limitation, unless otherwise indicated below, the description of the first embodiment of end effector 40 may be incorporated by reference into the second embodiment of end effector 2040. .

図25A~図28を次に参照すると、取付具2078、回転機器2080およびそのアクチュエータ2166(概略的に示す)、ならびに駆動アセンブリ2082を備えるエンドエフェクタ2040の第2の実施形態が、概略的に示されている。上述した第1の実施形態と比較すると、エンドエフェクタ2040の第2の実施形態は、概して、異なる構成の回転機器2080、駆動アセンブリ2082、および操作具アセンブリ2088を用いており、これらについてそれぞれ、以下により詳細に説明する。 25A-28, a second embodiment of an end effector 2040 comprising a fixture 2078, a rotating device 2080 and its actuator 2166 (schematically shown), and a drive assembly 2082 is shown schematically. has been done. Compared to the first embodiment described above, the second embodiment of end effector 2040 generally employs a different configuration of rotating instrument 2080, drive assembly 2082, and manipulator assembly 2088, each of which is described below. This will be explained in more detail below.

図25A~図26に最もよく示すように、第2の実施形態では、回転機器2080および駆動アセンブリ2082は、第2の軸A2が第1の軸A1に対して固定されるように構成される。言い換えれば、この実施形態では、駆動アセンブリ2082の駆動体2250は、回転機器2080に対して動くように配置されていない。ここで、結合器2230は、概して2344で示す駆動サブアセンブリを第2の軸A2に沿って解放可能に固定するように、駆動アセンブリ2082に動作可能に取り付けられる。図28に最もよく示すように、駆動サブアセンブリ2344は減速ギアセット2286を備え、減速ギアセット2286は同様に、遊星構成を有しており、コネクタ2086と、第3の太陽歯車2292Cに結合された駆動サブアセンブリ結合具2346との間に介在する。駆動サブアセンブリ2344が結合器2230に動作可能に取り付けられたとき、駆動サブアセンブリ結合具2346は、駆動アセンブリ2082の中間シャフト2256に結合された中間出力結合具2348に係合し、この実施形態では、中間シャフト2256はまた、手動入力シャフト2254として働く。エンドエフェクタ2040の第2の実施形態の図面には示されていないが、駆動サブアセンブリ2344のコネクタ2086は、エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して上述したコネクタ86と同じ方法で異なるタイプのツールを解放可能に固定することもできることが理解されよう。 As best shown in FIGS. 25A-26, in a second embodiment, rotating equipment 2080 and drive assembly 2082 are configured such that second axis A2 is fixed relative to first axis A1. . In other words, in this embodiment, the driver 2250 of the drive assembly 2082 is not arranged to move relative to the rotating equipment 2080. Here, coupler 2230 is operably attached to drive assembly 2082 to releasably secure the drive subassembly, shown generally at 2344, along second axis A2. As best shown in FIG. 28, the drive subassembly 2344 includes a reduction gear set 2286, which also has a planetary configuration and is coupled to a connector 2086 and a third sun gear 2292C. and a drive subassembly coupling 2346. When drive subassembly 2344 is operably attached to coupler 2230, drive subassembly coupling 2346 engages intermediate output coupling 2348 coupled to intermediate shaft 2256 of drive assembly 2082, in this embodiment , intermediate shaft 2256 also serves as manual input shaft 2254. Although not shown in the drawings of the second embodiment of end effector 2040, connector 2086 of drive subassembly 2344 differs in the same manner as connector 86 described above in connection with the first embodiment of end effector 40. It will be appreciated that tools of the type can also be releasably secured.

ここ第2の実施形態では、駆動アセンブリ2082の中間シャフト2256は、手動インターフェース2094のヘッド2336を画定し、ギアトレイン2084のベベルギアセット2272の出力歯車2276に結合される。手動インターフェース2094のヘッド2336は同様に、使用者から印加された力を受け取り、ツール(図25A~図28には図示せず)を第2の軸A2の周りで回転させるために使用される回転トルクに変換するように配置される。以下により詳細に説明するように、エンドエフェクタ2040の第2の実施形態の操作具アセンブリ2088は、操作具アセンブリ位置P1、P2のいずれかで手動インターフェース2094へのアクセスを制限するように構成されない。逆に、この実施形態では、エンドエフェクタ2040は、概して2350で示す保護カバーをさらに備え、保護カバー2350は、駆動アセンブリ2082に動作可能に取り付けられ、第1の保護位置U1(図25A参照)と第2の保護位置U2(図25B参照)との間を第2の軸A2に対して動くように配置される。 Here in the second embodiment, intermediate shaft 2256 of drive assembly 2082 defines head 2336 of manual interface 2094 and is coupled to output gear 2276 of bevel gear set 2272 of gear train 2084. The head 2336 of the manual interface 2094 similarly receives applied force from the user and generates a rotational force used to rotate the tool (not shown in FIGS. 25A-28) about a second axis A2. arranged to convert it into torque. As described in more detail below, the handle assembly 2088 of the second embodiment of the end effector 2040 is not configured to restrict access to the manual interface 2094 at either handle assembly position P1, P2. Conversely, in this embodiment, the end effector 2040 further comprises a protective cover, indicated generally at 2350, that is operably attached to the drive assembly 2082 and located in the first protective position U1 (see FIG. 25A). It is arranged to move relative to a second axis A2 between a second protection position U2 (see FIG. 25B).

第1の保護位置U1で、第2の軸A2は、保護カバー2350の少なくとも一部分と交差して、手動インターフェース2094へのアクセスを制限する(図25A参照)。第2の保護位置U2で、保護カバー2350は、第2の軸A2から隔置されて、手動インターフェース2094へのアクセスを促進する(図25B参照)。この目的で、図25A~図25Bおよび図28に最もよく示すように、保護カバー2350は、保護ポケット2354を画定する保護体2352を備え、保護ポケット2354は、第1の保護位置U1で、手動インターフェース2094の少なくとも一部分を収容し、または他の方法で手動インターフェース2094の少なくとも一部分へのアクセス抑制するように成形される。保護体2352は保護ヒンジ2356を備え、保護ヒンジ2356は、第1の保護位置U1(図25A参照)と第2の保護位置U2(図25B参照)との間で保護軸UAの周りを旋回するように、駆動アセンブリ2082に動作可能に取り付けられる。図示の実施形態では、保護軸UAは、第1の軸A1および第2の軸A2の両方に実質的に直交して配置される。 In the first protected position U1, the second axis A2 intersects at least a portion of the protective cover 2350 to limit access to the manual interface 2094 (see FIG. 25A). In the second protective position U2, the protective cover 2350 is spaced from the second axis A2 to facilitate access to the manual interface 2094 (see FIG. 25B). To this end, as best shown in FIGS. 25A-25B and FIG. Shaped to accommodate at least a portion of the interface 2094 or otherwise restrict access to at least a portion of the manual interface 2094. The protection body 2352 includes a protection hinge 2356 that pivots around a protection axis UA between a first protection position U1 (see FIG. 25A) and a second protection position U2 (see FIG. 25B). is operably attached to drive assembly 2082 . In the illustrated embodiment, the protection axis UA is arranged substantially perpendicular to both the first axis A1 and the second axis A2.

保護カバー2350を利用することで、エンドエフェクタ2040は、操作具アセンブリ2088の動きに必ずしも依拠することなく、手動インターフェース2094へのアクセスを制限または他の方法で抑制することが可能になることが理解されよう。したがって、第2の実施形態では、操作具アセンブリ2088は、それにもかかわらず、第1の操作具アセンブリ位置P1(図25A参照)と第2の操作具アセンブリ位置P2(図25B参照)との間を保持器2136とともに動くように配置されているが、操作具アセンブリ2088のどの部分も、操作具アセンブリ位置P1、P2のいずれかで、手動インターフェース2094へのアクセスを制限または他の方法で抑制しない。 It will be appreciated that utilizing the protective cover 2350 allows the end effector 2040 to limit or otherwise inhibit access to the manual interface 2094 without necessarily relying on movement of the manipulator assembly 2088. It will be. Accordingly, in the second embodiment, the manipulator assembly 2088 is nevertheless positioned between the first manipulator assembly position P1 (see FIG. 25A) and the second manipulator assembly position P2 (see FIG. 25B). is arranged to move with the retainer 2136, but no part of the handle assembly 2088 restricts or otherwise inhibits access to the manual interface 2094 in either handle assembly position P1, P2. .

操作具アセンブリ2088のグリップ2090は、略円筒形の形状を有し、第1の操作具アセンブリ位置P1(図25A参照)にあるときは、手が概して中立で係合するように、第2の操作具アセンブリ位置P2(図25B参照)にあるときは、手が概して回内または回外して係合するように構成される。ここでもこの実施形態では、操作具アセンブリ2088は、保持器2136と同時に動くように配置され、したがって、操作具アセンブリ2088が第1の操作具アセンブリ位置P1(図25A参照)に配置されているか、それとも第2の操作具アセンブリ位置P2(図25B参照)に配置されているかにかかわらず、入力操作具2092を第1の入力位置I1(図27A参照)と第2の入力位置I2(図27B参照)との間で動かすことができる。 The grip 2090 of the manipulator assembly 2088 has a generally cylindrical shape, and when in the first manipulator assembly position P1 (see FIG. 25A), the grip 2090 of the manipulator assembly 2088 has a second grip such that the hand is generally neutrally engaged. When in the manipulator assembly position P2 (see FIG. 25B), the hand is configured to engage in a generally pronated or supinated manner. Again, in this embodiment, the manipulator assembly 2088 is arranged to move simultaneously with the retainer 2136, such that the manipulator assembly 2088 is disposed in a first manipulator assembly position P1 (see FIG. 25A) or input control 2092 is placed between the first input position I1 (see FIG. 27A) and the second input position I2 (see FIG. 27B), whether the input control 2092 is placed in the second input position I1 (see FIG. ) can be moved between.

図26~図27Bを次に参照すると、この実施形態では、操作具アセンブリ2088は同様に、入力操作具2092の動きにより、ピストン2182の対応する動きが生じるように構成され(図27A~図28B参照)、ピストン2182は、保持器2136のフォークガイド2188に係合してフォークガイド2188を動かす(図26参照)。図27A~図27Bに示すように、この実施形態では、リンク機構2178は摺動部材2358を備え、摺動部材2358は、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間を入力操作具2092と同時に動くようにグリップ2090内に支持される。ここで、摺動部材2358は、2つの摺動斜面2360を画定し、摺動斜面2360は、ピストン2182および入力操作具2092の延長部材2194上に支持されたそれぞれのベアリング2262に係合して、入力操作具2092からの運動をピストン2182へ伝達する(図27A~図27Bを比較されたい)。図示しないが、リンク機構2178は、追加の構成要素(例えば、付勢要素、ブッシング、ファスナ、シールなど)を備えることもできることが理解されよう。他の構成も企図される。 Referring now to FIGS. 26-27B, in this embodiment, manipulator assembly 2088 is similarly configured such that movement of input manipulator 2092 results in a corresponding movement of piston 2182 (FIGS. 27A-28B). ), the piston 2182 engages and moves the fork guide 2188 of the retainer 2136 (see FIG. 26). As shown in FIGS. 27A-27B, in this embodiment, the linkage 2178 includes a sliding member 2358 that provides input between a first input position I1 and a second input position I2. It is supported within the grip 2090 so as to move simultaneously with the operating tool 2092. Here, sliding member 2358 defines two sliding ramps 2360 that engage respective bearings 2262 supported on piston 2182 and extension member 2194 of input manipulator 2092. , transmits motion from input manipulator 2092 to piston 2182 (compare FIGS. 27A-27B). Although not shown, it will be appreciated that the linkage 2178 may also include additional components (eg, biasing elements, bushings, fasteners, seals, etc.). Other configurations are also contemplated.

上述したように、手術用システム30のエンドエフェクタの第3の実施形態が、図29A~図31Bに示されている。以下の説明では、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の構造および構成要素と同じまたは他の方法で対応している第3の実施形態の構造および構成要素は、同じ参照番号を3000増大させた番号を有する。エンドエフェクタ3040の第3の実施形態の構成要素および特徴の多くは、上述したエンドエフェクタ40の第1の実施形態のものに実質的に類似しているため、明瞭性、一貫性、および簡潔性の目的で、エンドエフェクタ3040の第3の実施形態とエンドエフェクタ40の第1の実施形態との特定の具体的な違いについてのみを以下に説明し、これらの実施形態間で共通の構成要素および特徴のいくつかのみを本明細書に論じ、図面に示す。したがって、それだけに限定されるものではないが、以下に別途指示がない限り、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の説明を、エンドエフェクタ3040の第3の実施形態に対して参照により組み込むことができる。 As mentioned above, a third embodiment of the end effector of surgical system 30 is shown in FIGS. 29A-31B. In the following description, structures and components of the third embodiment that are the same as or otherwise correspond to structures and components of the first embodiment of end effector 40 have the same reference numerals incremented by 3000. Has a number. Many of the components and features of the third embodiment of end effector 3040 are substantially similar to those of the first embodiment of end effector 40 described above, thereby providing clarity, consistency, and conciseness. For purposes of this, only certain specific differences between the third embodiment of end effector 3040 and the first embodiment of end effector 40 are discussed below, and common components and components between these embodiments are discussed below. Only some of the features are discussed herein and illustrated in the drawings. Accordingly, and without limitation, unless otherwise indicated below, the description of the first embodiment of end effector 40 may be incorporated by reference into the third embodiment of end effector 3040. .

図29A~図31Bを次に参照すると、取付具3078、回転機器3080およびそのアクチュエータ3166(概略的に示す)、ならびに駆動アセンブリ3082を備えるエンドエフェクタ3040の第3の実施形態が、概略的に示されている。上述した第1の実施形態と比較すると、エンドエフェクタ3040の第3の実施形態は、概して、異なる構成の操作具アセンブリ3088および駆動アセンブリ3082を用いており、異なるタイプのビットインターフェース3128によってツール3042を固定するように構成され、これらについてそれぞれ、以下により詳細に説明する。 29A-31B, a third embodiment of an end effector 3040 comprising a fixture 3078, a rotary instrument 3080 and its actuator 3166 (schematically shown), and a drive assembly 3082 is shown schematically. has been done. As compared to the first embodiment described above, the third embodiment of the end effector 3040 generally uses a different configuration of the handle assembly 3088 and the drive assembly 3082 to operate the tool 3042 with a different type of bit interface 3128. and each of which is described in more detail below.

図29A~図30に最もよく示すように、第3の実施形態では、駆動アセンブリ3082は同様に、結合器3230を介して回転機器3080に解放可能に取り付けられるように構成され、したがって、駆動アセンブリ3082を第1の軸A1の周りに異なる方法で位置決めすることによって、第1の軸A1に対して第2の軸A2を動かすことができる。第3の実施形態では、操作具アセンブリ3088は、上述した操作具アセンブリ2088の第2の実施形態に構造上類似しているグリップ3090および入力操作具3092を用いる。しかし、第3の実施形態では、操作具アセンブリ3088のフレーム3134は、概して、複数の操作具アセンブリ位置(第1の操作具アセンブリ位置P1を図29A~図29Bに示す)間を同時に動くように保持器3136に結合された第1のフレーム本体3362と、第1のグリップ位置G1(図29A参照)および第2のグリップ位置G2(図29B参照)を含む複数のグリップ位置間を第1のフレーム本体3362に対して動くようにグリップ3090および入力操作具3092を支持する第2のフレーム本体3364とを備える。 As best shown in FIGS. 29A-30, in a third embodiment, drive assembly 3082 is similarly configured to be releasably attached to rotating equipment 3080 via coupler 3230, and thus the drive assembly By positioning 3082 differently about the first axis A1, the second axis A2 can be moved relative to the first axis A1. In a third embodiment, manipulator assembly 3088 uses a grip 3090 and input manipulator 3092 that are structurally similar to the second embodiment of manipulator assembly 2088 described above. However, in a third embodiment, the frame 3134 of the manipulator assembly 3088 is generally configured to move simultaneously between multiple manipulator assembly positions (a first manipulator assembly position P1 is shown in FIGS. 29A-29B). A first frame body 3362 coupled to a retainer 3136 and a plurality of grip positions including a first grip position G1 (see FIG. 29A) and a second grip position G2 (see FIG. 29B). A second frame body 3364 is provided that supports a grip 3090 and an input operating tool 3092 so as to be movable relative to the body 3362.

図29Aに示す第1のグリップ位置G1にあるとき、第2のフレーム本体3364の少なくとも一部分は、手動インターフェース3094へのアクセスを制限し、入力操作具3092は、以下により詳細に説明するように、使用者によって係合されると、回転機器3080を駆動して、コネクタ3086に固定されているツール3042を第2の軸A2の周りで回転させるように配置される。しかし、図29Bに示す第2のグリップ位置G2にあるとき、第2のフレーム本体3364は、使用者から印加された力を受け取ってツール3042を第2の軸A2の周りで回転させることを容易にするように、手動インターフェース3094に対して隔置関係で配置される。第3の実施形態に関連して示さないが、第2のフレーム本体3364はまた、複数のグリップ位置(例えば、第1のグリップ位置G1および第2のグリップ位置G2)間の動きに依存することなく、複数の操作具アセンブリ位置(第1の操作具アセンブリ位置P1を図29A~図29Bに示す)間を第1のフレーム本体3362と同時に動くように配置される。 When in the first grip position G1 shown in FIG. 29A, at least a portion of the second frame body 3364 restricts access to the manual interface 3094, and the input controls 3092, as described in more detail below, When engaged by a user, the rotating device 3080 is arranged to drive the tool 3042, which is secured to the connector 3086, to rotate about the second axis A2. However, when in the second grip position G2 shown in FIG. 29B, the second frame body 3364 facilitates receiving applied force from the user to rotate the tool 3042 about the second axis A2. The manual interface 3094 is arranged in a spaced relation to the manual interface 3094 so as to be symmetrical. Although not shown in connection with the third embodiment, the second frame body 3364 may also rely on movement between multiple grip positions (e.g., a first grip position G1 and a second grip position G2). rather, it is arranged to move simultaneously with the first frame body 3362 between a plurality of manipulator assembly positions (a first manipulator assembly position P1 is shown in FIGS. 29A-29B).

エンドエフェクタ3040の第3の実施形態では、第2のフレーム本体3364は、第1のグリップ位置G1と第2のグリップ位置G2との間を並進するように配置され、この動きは、第1の軸A1に実質的に平行である。この目的で、第2のフレーム本体3364は、第1のフレーム本体3362内に画定されたトラック3368に沿って摺動するように支持されたライダ3366を備える。この構成は例示であり、第1のフレーム本体3362および第2のフレーム本体3364は、第2のフレーム本体3364が、手動インターフェース3094へのアクセスを選択的に抑制および/または促進するように、第1のフレーム本体3362に対して動くことを可能にするのに十分な複数の異なる方法で、構成することもできることが理解されよう。説明的な例として、第1のグリップ位置G1と第2のグリップ位置G2との間の動きは、他のタイプの並進運動(例えば、湾曲した経路に沿った摺動または第1の軸A1に平行でない方向の摺動)、回転運動、または他のタイプの動きによって画定することができる。他の構成も企図される。 In a third embodiment of the end effector 3040, the second frame body 3364 is arranged to translate between a first grip position G1 and a second grip position G2, and this movement substantially parallel to axis A1. To this end, the second frame body 3364 includes a rider 3366 that is supported to slide along a track 3368 defined within the first frame body 3362. This configuration is exemplary, and the first frame body 3362 and the second frame body 3364 are configured such that the second frame body 3364 selectively inhibits and/or facilitates access to the manual interface 3094. It will be appreciated that it can also be configured in a number of different ways sufficient to allow movement relative to one frame body 3362. As an illustrative example, movement between the first grip position G1 and the second grip position G2 may be caused by other types of translational movements (e.g. sliding along a curved path or along the first axis A1). (sliding in non-parallel directions), rotational movement, or other types of movement. Other configurations are also contemplated.

図30~図31Bを次に参照すると、上述したように、エンドエフェクタ3040の第3の実施形態は、コネクタ3086を介して異なるタイプのビットインターフェース3128によってツール3042を固定するように構成される。図30は、固定具3050(例えば、多軸スクリュー)を支持する回転切断ツール3044(例えば、ドリルビット)および回転駆動ツール3048(例えば、多軸スクリュードライバ)として実現される2つの代表的なツール3042を示す。回転駆動ツール3048のビットインターフェース3128は、エンドエフェクタ40の第1の実施形態とともに使用されるビットインターフェース128と同じ方法で構成されるが、図示の回転切断ツール3044のビットインターフェース3128は、軸方向保持器3130および回転保持器3132から離れる方へ延びる延長部分3370を含む。以下により詳細に説明するように、第3の実施形態では、回転切断ツール3044のビットインターフェース3128の延長部分3370は、駆動アセンブリ3082の概して3372で示す伝動装置と協働して、駆動アセンブリ3082のギアトレイン3084を異なる駆動比で動作させることを容易にする。 30-31B, as discussed above, a third embodiment of an end effector 3040 is configured to secure a tool 3042 with a different type of bit interface 3128 via a connector 3086. FIG. 30 shows two exemplary tools implemented as a rotary cutting tool 3044 (e.g., a drill bit) and a rotary drive tool 3048 (e.g., a multi-axis screwdriver) supporting a fixture 3050 (e.g., a multi-axis screw). 3042 is shown. The bit interface 3128 of the rotary drive tool 3048 is configured in the same manner as the bit interface 128 used with the first embodiment of the end effector 40, except that the bit interface 3128 of the illustrated rotary cutting tool 3044 is configured with axial retention. 3130 and an extension portion 3370 that extends away from the rotating retainer 3132. As described in more detail below, in a third embodiment, an extension 3370 of the bit interface 3128 of the rotary cutting tool 3044 cooperates with a transmission, generally designated 3372, of the drive assembly 3082. Facilitates operating gear train 3084 at different drive ratios.

図31A~図31Bに最もよく示すように、エンドエフェクタ3040の第3の実施形態の駆動アセンブリ3082の場合、動力入力シャフト3252は、駆動体3250に(例えば、ファスナを介して)動作可能に取り付けられた入力体3374内に位置するベアリング3262によって支持される。ここでも、ベベルギアセット3272の入力歯車3274は、動力入力シャフト3252に結合され、第1の軸A1の周りを回転するように配置される。しかし、この実施形態では、ベベルギアセット3272の出力歯車3276は、アイドラシャフト3376に結合される。ここで、アイドラシャフト3376は、上部カバー3332および中間体3378内に位置するベアリング3262によって支持され、中間体3378は、上部カバー3332と駆動体3250との間に配置される。アイドラシャフト3376は、第2の軸A2に実質的に平行に第2の軸A2から隔置されて配置されたアイドラ軸IAの周りを回転する。この実施形態では手動入力シャフト3254としても働く駆動アセンブリ3082の中間シャフト3256は同様に、上部カバー3332および中間体3378内に位置するベアリング3262によって支持され、第2の軸A2の周りを回転し、減速ギアセット3286の第3の太陽歯車3292Cに結合される。それぞれ中間シャフト2256およびアイドラシャフト3376上に、概して3380で示すプーリが支持されており、プーリ3380は、中間シャフト3256およびアイドラシャフト3376が同時に回転するように、エンドレスベルト3382を介して相互接続される。図示の実施形態では、プーリ3380は互いに同じ構成を有するが、いくつかの実施形態では、中間シャフト3256とアイドラシャフト3376との間に回転速度またはトルクの増大を提供することなどのために、異なるサイズのプーリを利用することもできることが理解されよう。さらに、本明細書には図示しないが、いくつかの実施形態では、駆動アセンブリ3082はテンショナを用いて、エンドレスベルト3382のたるみを除去することもできることが理解されよう。さらに、他の実施形態では、図示のエンドレスベルト3382およびプーリ3380の配置の代わりに、チェーンおよびスプロケットの配置を使用することもできることが企図される。他の構成も企図される。 As best shown in FIGS. 31A-31B, for the drive assembly 3082 of the third embodiment of the end effector 3040, the power input shaft 3252 is operably attached (e.g., via a fastener) to the drive body 3250. The input body 3374 is supported by a bearing 3262 located within the input body 3374. Again, input gear 3274 of bevel gear set 3272 is coupled to power input shaft 3252 and arranged to rotate about first axis A1. However, in this embodiment, output gear 3276 of bevel gear set 3272 is coupled to idler shaft 3376. Here, idler shaft 3376 is supported by a bearing 3262 located within top cover 3332 and intermediate body 3378, with intermediate body 3378 disposed between top cover 3332 and drive body 3250. The idler shaft 3376 rotates about an idler axis IA that is disposed substantially parallel to and spaced from the second axis A2. An intermediate shaft 3256 of the drive assembly 3082, which also serves as a manual input shaft 3254 in this embodiment, is similarly supported by a bearing 3262 located within the top cover 3332 and intermediate body 3378 and rotates about a second axis A2; It is coupled to third sun gear 3292C of reduction gear set 3286. A pulley, generally designated 3380, is supported on intermediate shaft 2256 and idler shaft 3376, respectively, and pulley 3380 is interconnected via an endless belt 3382 such that intermediate shaft 3256 and idler shaft 3376 rotate simultaneously. . In the illustrated embodiment, the pulleys 3380 have the same configuration as each other, but in some embodiments, the pulleys 3380 have different configurations, such as to provide increased rotational speed or torque between the intermediate shaft 3256 and the idler shaft 3376. It will be appreciated that pulleys of different sizes may also be utilized. Additionally, although not shown herein, it will be appreciated that in some embodiments, the drive assembly 3082 may also employ a tensioner to take up slack in the endless belt 3382. Additionally, it is contemplated that in other embodiments, a chain and sprocket arrangement may be used in place of the illustrated endless belt 3382 and pulley 3380 arrangement. Other configurations are also contemplated.

エンドエフェクタ3040の第3の実施形態の駆動アセンブリ3082は同様に、減速ギアセット3286に対して遊星構成を用いるが、伝動装置3372の動作を生じさせるために、様々な構成要素が異なる形で配置される。この目的で、リング歯車3288に噛合係合するように配置されるのではなく、第1の組の遊星歯車3290A、第2の組の遊星歯車3290B、および第3の組の遊星歯車3290Cはそれぞれ、伝動装置3372の変換カラー3386の内歯3384に噛合係合するように配置される。以下により詳細に説明するように、変換カラー3386の内歯3384はまた、中間シャフト3256のシャフト歯3388にスプライン係合で選択的に係合するように配置され、変換カラー3386は、リング歯車3288にスプライン係合で選択的に係合するように配置された外歯3390をさらに備える。さらに、この実施形態では、リング歯車3288は、駆動体3250内で1対のブッシング3196間に支持された個別の構成要素として形成される。 The drive assembly 3082 of the third embodiment of the end effector 3040 similarly uses a planetary configuration for the reduction gear set 3286, but the various components are arranged differently to effect movement of the transmission 3372. be done. To this end, rather than being arranged in meshing engagement with ring gear 3288, first set of planet gears 3290A, second set of planet gears 3290B, and third set of planet gears 3290C are each , is arranged to meshingly engage internal teeth 3384 of conversion collar 3386 of transmission 3372 . As described in more detail below, internal teeth 3384 of conversion collar 3386 are also arranged to selectively engage shaft teeth 3388 of intermediate shaft 3256 in a splined engagement, with conversion collar 3386 It further includes external teeth 3390 arranged to selectively engage in a splined engagement. Additionally, in this embodiment, ring gear 3288 is formed as a separate component supported within driver 3250 between a pair of bushings 3196.

図31A~図31Bを引き続き参照すると、駆動アセンブリ3082の伝動装置3372は、概して、回転機器3080(図29A~図30参照)とコネクタ3086との間で回転連係するように介在するように構成され、第1のギアセットGS1、第2のギアセットGS2、および変換カラー3386を備える。ここで、変換カラー3386は、第1のカラー位置CP1(図31A参照)と第2のカラー位置CP2(図31B参照)との間を第2の軸A2に沿って動くように配置される。 With continued reference to FIGS. 31A-31B, the transmission 3372 of the drive assembly 3082 is generally configured to interpose in rotational communication between the rotary device 3080 (see FIGS. 29A-30) and the connector 3086. , a first gear set GS1, a second gear set GS2, and a conversion collar 3386. Here, the conversion collar 3386 is arranged to move along the second axis A2 between a first color position CP1 (see FIG. 31A) and a second color position CP2 (see FIG. 31B).

第1のカラー位置CP1で、変換カラー3386は、第1のギアセットGS1に係合して、第1の駆動比DR1で回転機器3080とコネクタ3086との間で回転を変換する。この実施形態では、第1のギアセットGS1は、リング歯車3288と変換カラー3386の外歯3390との間にスプライン係合によって画定され、したがって、変換カラー3386は、駆動体3250に事実上「固定」される(図31A参照)。したがって、第1のカラー位置CP1で、回転機器3080を介して生成されるトルクまたは手動インターフェース3094のヘッド3336に印加される力から引き起こされる中間シャフト3256の回転が、遊星減速ギアセット3286によってコネクタ3086の保持シャフト3255へ伝達される。 At the first collar position CP1, the conversion collar 3386 engages the first gear set GS1 to convert rotation between the rotary device 3080 and the connector 3086 at a first drive ratio DR1. In this embodiment, the first gear set GS1 is defined by a spline engagement between the ring gear 3288 and the external teeth 3390 of the conversion collar 3386, such that the conversion collar 3386 is effectively "fixed" to the drive body 3250. ” (see FIG. 31A). Thus, in the first collar position CP1, rotation of the intermediate shaft 3256 caused from a torque generated via the rotating device 3080 or a force applied to the head 3336 of the manual interface 3094 is caused by the planetary reduction gear set 3286 is transmitted to the holding shaft 3255 of.

第2のカラー位置CP2で、変換カラー3386は、第2のギアセットGS2に係合して、第1の駆動比DR1とは異なる第2の駆動比DR2で回転機器3080とコネクタ3086との間で回転を変換する。この実施形態では、第2のギアセットGS2は、変換カラー3386の内歯3384と中間シャフト3256のシャフト歯3388との間にスプライン係合によって画定され、したがって、変換カラー3386は、駆動体3250内で第2の軸A2の周りを中間シャフト3256と同時に回転する(図31B参照)。したがって、第2のカラー位置CP2で、回転機器3080を介して生成されるトルクまたは手動インターフェース3094のヘッド3336に印加される力から引き起こされる中間シャフト3256の回転が、遊星減速ギアセット3286を事実上迂回し、変換カラー3386によってコネクタ3086の保持シャフト3255へ直接伝達される。言い換えれば、第2のカラー位置CP2で、中間シャフト3256は、コネクタ3086(したがって、固定のツール3042)と同じ速度で回転する。 At the second collar position CP2, the conversion collar 3386 engages the second gear set GS2 to connect the rotary device 3080 and the connector 3086 at a second drive ratio DR2 that is different from the first drive ratio DR1. Convert the rotation with . In this embodiment, the second gear set GS2 is defined by a spline engagement between the internal teeth 3384 of the conversion collar 3386 and the shaft teeth 3388 of the intermediate shaft 3256, such that the conversion collar 3386 is and simultaneously rotates around the second axis A2 with the intermediate shaft 3256 (see FIG. 31B). Thus, in the second collar position CP2, rotation of the intermediate shaft 3256 caused from a torque generated via the rotating device 3080 or a force applied to the head 3336 of the manual interface 3094 causes the planetary reduction gear set 3286 to effectively is bypassed and transmitted directly to the retaining shaft 3255 of the connector 3086 by the conversion collar 3386. In other words, in the second collar position CP2, the intermediate shaft 3256 rotates at the same speed as the connector 3086 (and thus the stationary tool 3042).

図示の実施形態では、伝動装置3372は、概して3392で示す伝動リンク機構を備え、伝動リンク機構3392は、第1のカラー位置CP1と第2のカラー位置CP2との間を同時に動くように、変換カラー3386に動作可能に取り付けられる。ここでこの実施形態では、伝動リンク機構3392は、コネクタ3086の保持シャフト3255に動作可能に取り付けられたブレース3396によって、動くように支持された切換器3394を備える。この実施形態では、切換器3394は、ブレース3396に沿って摺動するように成形および配置され、ブレース3396は、それぞれ減速ギアセット3286の第1の組のピン3294Aのピンを支持する。 In the illustrated embodiment, the transmission 3372 includes a transmission linkage, generally designated 3392, that converts the transmission linkage for simultaneous movement between a first collar position CP1 and a second collar position CP2. Operaably attached to collar 3386. Here, in this embodiment, the transmission linkage 3392 includes a diverter 3394 movably supported by a brace 3396 operably attached to the retaining shaft 3255 of the connector 3086. In this embodiment, the diverter 3394 is shaped and arranged to slide along braces 3396 that each support a pin of the first set of pins 3294A of the reduction gear set 3286.

図31Bに最もよく示すように、切換器3394はまた、回転切断ツール3044が駆動アセンブリ3082のコネクタ3086に固定されたとき、回転切断ツール3044のビットインターフェース3128の延長部分3370に係合して、変換カラー3386を第2のカラー位置CP2へ動かすように配置される。逆に、図31Aに示すように、切換器3394は、図31Bに示す回転切断ツール3044のビットインターフェース3128の延長部分3370とは異なり、回転駆動ツール3048のビットインターフェース3128のどの部分も切換器3394に係合しないため、回転駆動ツール3048が駆動アセンブリ3082のコネクタ3086に固定されたとき、変換カラー3386を第1のカラー位置CP1へ動かすように配置される。図示の実施形態では、伝動装置3372はまた、変換カラー3386を第1のカラー位置CP1(図31A参照)の方へ動かすように配置されたリンク機構付勢要素3398(例えば、圧縮ばね、1つまたは複数のばねワッシャなど)を備える。 As best shown in FIG. 31B, the diverter 3394 also engages an extension 3370 of the bit interface 3128 of the rotary cutting tool 3044 when the rotary cutting tool 3044 is secured to the connector 3086 of the drive assembly 3082. The conversion collar 3386 is arranged to move to the second color position CP2. Conversely, as shown in FIG. 31A, the switch 3394 is different from the extension 3370 of the bit interface 3128 of the rotary cutting tool 3044 shown in FIG. , so that when the rotary drive tool 3048 is secured to the connector 3086 of the drive assembly 3082, it is arranged to move the conversion collar 3386 to the first collar position CP1. In the illustrated embodiment, the transmission 3372 also includes a linkage biasing element 3398 (e.g., a compression spring, one or multiple spring washers).

伝動装置3372によって得られる機能により、駆動アセンブリ3082は、延長部分3370の有無に応じてツール3042を第1の駆動比DR1または第2の駆動比DR2で駆動することが可能になることが理解されよう。したがって、ツール3042は、とりわけ使用中の所期の回転速度範囲に基づいて延長部分3370の有無にかかわらず設計することができる。さらに、この構成により、有利には、伝動装置3372は、ツール3042をコネクタ3086に固定すること以外に追加の使用者との対話(例えば、ギアセットを「手動」でシフトまたは他の方法で選択するため)を必要とすることなく、固定のツール3042の構成に基づいて、ギアセットGS1、GS2間を「自動的」に「シフト」することが可能になる。 It will be appreciated that the functionality provided by the transmission 3372 allows the drive assembly 3082 to drive the tool 3042 at a first drive ratio DR1 or a second drive ratio DR2 depending on the presence or absence of the extension 3370. Good morning. Accordingly, tool 3042 can be designed with or without extension portion 3370 based on, among other things, the intended rotational speed range in use. Additionally, this configuration advantageously allows transmission 3372 to provide additional user interaction beyond securing tool 3042 to connector 3086 (e.g., "manually" shifting or otherwise selecting gear sets). Based on the fixed tool 3042 configuration, it is possible to "shift" between gear sets GS1, GS2 "automatically" without the need for

伝動装置3372は、異なるツール3042を異なる駆動比DR1、DR2で駆動することを容易にするために、ギアセットGS1、GS2間の「自動」シフトをもたらすが、他の実施形態に関連して以下により詳細に説明するように、駆動アセンブリ3082は、伝動装置3372を必ずしも利用することなく、異なる駆動比DR1、DR2で駆動することを容易にするように構成することもできることが理解されよう。さらに、上述した伝動装置3372は、切換器3394とツール3042の延長部分3370との間の係合を介して変換カラー3386の動きを容易にするように構成されるが、切換器3394は、図30および図31Bに示す延長部分3370以外に、ツール3042の異なる部分に係合するように構成することもできることが理解されよう。他の構成も企図される。 The transmission 3372 provides "automatic" shifting between gear sets GS1, GS2 to facilitate driving different tools 3042 with different drive ratios DR1, DR2, but in connection with other embodiments, the following It will be appreciated that drive assembly 3082 may also be configured to facilitate driving at different drive ratios DR1, DR2 without necessarily utilizing transmission 3372, as described in more detail. Additionally, while the transmission 3372 described above is configured to facilitate movement of the conversion collar 3386 through engagement between the diverter 3394 and the extension 3370 of the tool 3042, the diverter 3394 is It will be appreciated that the extension portion 3370, other than that shown in FIG. 30 and FIG. 31B, may be configured to engage different portions of the tool 3042. Other configurations are also contemplated.

上述したように、手術用システム30のエンドエフェクタの第4の実施形態が、図32~図34Cに示されている。以下の説明では、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の構造および構成要素と同じまたは他の方法で対応している第4の実施形態の構造および構成要素は、同じ参照番号を4000増大させた番号を有する。エンドエフェクタ4040の第4の実施形態の構成要素および特徴の多くは、上述したエンドエフェクタ40の第1の実施形態のものに実質的に類似しているため、明瞭性、一貫性、および簡潔性の目的で、エンドエフェクタ4040の第4の実施形態とエンドエフェクタ40の第1の実施形態との特定の具体的な違いについてのみを以下に説明し、これらの実施形態間で共通の構成要素および特徴のいくつかのみを本明細書に論じ、図面に示す。 As mentioned above, a fourth embodiment of the end effector of surgical system 30 is shown in FIGS. 32-34C. In the following description, structures and components of the fourth embodiment that are the same or otherwise correspond to structures and components of the first embodiment of end effector 40 have the same reference numerals incremented by 4000. Has a number. Many of the components and features of the fourth embodiment of end effector 4040 are substantially similar to those of the first embodiment of end effector 40 described above, thereby providing clarity, consistency, and conciseness. For purposes of this, only certain specific differences between the fourth embodiment of end effector 4040 and the first embodiment of end effector 40 are discussed below, and common components and components between these embodiments are discussed below. Only some of the features are discussed herein and illustrated in the drawings.

したがって、それだけに限定されるものではないが、以下に別途指示がない限り、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の説明を、エンドエフェクタ4040の第4の実施形態に対して参照により組み込むことができる。同様に、前述の実施形態の対応する構成要素および特徴に類似しているエンドエフェクタ4040の第4の実施形態の特定の構成要素および特徴は、すべての介在する実施形態に対して、同じ参照番号を1000にさらに1000を足した値だけ増大させた番号を有するものとして図面に参照し、または他の方法で示すことができる(例えば、第4の実施形態の場合、第3の実施形態に関連して説明した構成要素は、1000増大するはずであり、第2の実施形態に関連して説明した構成要素は、2000増大するはずである)。 Accordingly, and without limitation, unless otherwise indicated below, the description of the first embodiment of end effector 40 may be incorporated by reference into the fourth embodiment of end effector 4040. . Similarly, certain components and features of the fourth embodiment of end effector 4040 that are similar to corresponding components and features of previous embodiments have the same reference numerals for all intervening embodiments. may be referred to in the drawings or otherwise shown as having numbers 1000 plus 1000 (e.g., in the case of the fourth embodiment, the The components described above should increase by 1000, and the components described in connection with the second embodiment should increase by 2000).

図32~図34Cを次に参照すると、取付具4078、回転機器4080およびそのアクチュエータ4166(概略的に示す)、ならびに駆動アセンブリ4082を備えるエンドエフェクタ4040の第4の実施形態が、概略的に示されている。上述した第1の実施形態と比較すると、エンドエフェクタ4040の第4の実施形態は、概して、異なる構成の操作具アセンブリ4088および駆動アセンブリ4082を用いており、異なる構成のハンドルアセンブリ4096と相互作用し、異なるタイプのビットインターフェース4128によってツール4042を固定するように構成され、これらについてそれぞれ、以下により詳細に説明する。 32-34C, a fourth embodiment of an end effector 4040 comprising a fixture 4078, a rotary device 4080 and its actuator 4166 (schematically shown), and a drive assembly 4082 is shown schematically. has been done. Compared to the first embodiment described above, a fourth embodiment of an end effector 4040 generally employs a different configuration of a handle assembly 4088 and a drive assembly 4082 that interact with a different configuration of a handle assembly 4096. , are configured to secure the tool 4042 by different types of bit interfaces 4128, each of which will be described in more detail below.

図32~図33に最もよく示すように、第4の実施形態では、駆動アセンブリ4082は同様に、結合器4230を介して回転機器4080に解放可能に取り付けられるように構成され、したがって、駆動アセンブリ4082を第1の軸A1の周りに異なる方法で位置決めすることによって、第1の軸A1に対して第2の軸A2を動かすことができる。第3の実施形態では、操作具アセンブリ4088は、輪郭形状を有するグリップ4090と、上述した操作具アセンブリ2088の第2の実施形態に構造上類似している入力操作具4092とを用いる。以下の後述する説明から理解されるように、第4の実施形態では、図32~図33に示す操作具アセンブリ4088は例示であり、駆動アセンブリ4082は、手動インターフェース4094へのアクセスを制限および/または促進するように可動になるように構成することができる複数の異なるタイプの操作具アセンブリ4088とともに利用することができる(第4の実施形態ではこの動きは図示せず)。 As best shown in FIGS. 32-33, in a fourth embodiment, drive assembly 4082 is similarly configured to be releasably attached to rotary equipment 4080 via coupler 4230, and thus the drive assembly By positioning 4082 differently about the first axis A1, the second axis A2 can be moved relative to the first axis A1. In a third embodiment, the manipulator assembly 4088 uses a contoured grip 4090 and an input manipulator 4092 that is structurally similar to the second embodiment of the manipulator assembly 2088 described above. As will be appreciated from the discussion below, in the fourth embodiment, the handle assembly 4088 shown in FIGS. or can be utilized with a number of different types of manipulator assemblies 4088 that can be configured to be movable to facilitate (this movement is not shown in the fourth embodiment).

図32~図33を引き続き参照すると、第4の実施形態では、ハンドルアセンブリ4096は、第1の実施形態に関連して説明したハンドルアセンブリ96とは異なる構成を有する。具体的に、ハンドルアセンブリ4096は、より対称形の形状を有し、概して手動インターフェース4094のヘッド4336に回転可能かつ軸方向に選択的にロックするように構成される(ロックは図示せず)。この実施形態では、駆動アセンブリ4082は、回転機器4080と、コネクタ4086と、手動インターフェース4094との間に介在する差動アセンブリ4400をさらに備える。以下により詳細に説明するように、差動アセンブリ4400は、触覚トルクモード4400H(図34A参照、詳細には図示せず)で動作可能であり、使用者はハンドルアセンブリ4096に係合することができ、ハンドルアセンブリ4096は、使用者に触覚トルクフィードバックを提供するように回転機器4080を介してツール4042を駆動することができる。利用されていないとき(例えば、エンドエフェクタ4040の位置が変えられているとき)、ハンドルアセンブリ4096は、駆動アセンブリ4082の駆動体4250上に形成されたドック4402内に格納することができる(図32参照)。 With continued reference to FIGS. 32-33, in a fourth embodiment, handle assembly 4096 has a different configuration than handle assembly 96 described in connection with the first embodiment. Specifically, handle assembly 4096 has a more symmetrical shape and is generally configured to rotatably and axially selectively lock to head 4336 of manual interface 4094 (lock not shown). In this embodiment, drive assembly 4082 further includes a differential assembly 4400 interposed between rotary device 4080, connector 4086, and manual interface 4094. As described in more detail below, the differential assembly 4400 is operable in a haptic torque mode 4400H (see FIG. 34A, not shown in detail), allowing a user to engage the handle assembly 4096. , the handle assembly 4096 can drive the tool 4042 through the rotary instrument 4080 to provide tactile torque feedback to the user. When not in use (e.g., when the end effector 4040 is being repositioned), the handle assembly 4096 can be retracted within a dock 4402 formed on the driver 4250 of the drive assembly 4082 (FIG. 32). reference).

触覚トルクモード4400Hで使用者が手動インターフェース4094のハンドルアセンブリ4096を介して触覚トルクフィードバックを感知することを可能にすることに加えて、差動アセンブリ4400はまた、エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して上述したクラッチ機構316に類似している機能をもたらす。具体的に、差動アセンブリ4400はまた、第1の中止モード4400A(図34B参照、詳細には図示せず)と、第2の中止モード4400B(図34C参照、詳細には図示せず)との間で動作可能である。第1の中止モード4400Aで、回転機器4080によって生成される回転トルクは、差動アセンブリ4400によってコネクタ4086へ伝達され、ツール4042を第2の軸A2の周りで回転させるが、回転トルクを手動インターフェース4094のヘッド4336には伝達しない。第2の中止モード4400Bで、手動インターフェース4094のヘッド4336に力が印加されたときに生成される回転トルクは、差動アセンブリ4400によってコネクタ4086へ伝達され、ツール4042を回転させるが、回転トルクを回転機器4080には伝達しない。 In addition to allowing the user to sense haptic torque feedback through the handle assembly 4096 of the manual interface 4094 in haptic torque mode 4400H, the differential assembly 4400 also controls the first embodiment of the end effector 40. provides a function similar to the clutch mechanism 316 described above in connection with. Specifically, the differential assembly 4400 also operates in a first abort mode 4400A (see FIG. 34B, not shown in detail) and a second abort mode 4400B (see FIG. 34C, not shown in detail). It is possible to operate between In a first abort mode 4400A, rotational torque generated by rotating equipment 4080 is transmitted by differential assembly 4400 to connector 4086 to rotate tool 4042 about a second axis A2, while transferring the rotational torque to the manual interface. It is not transmitted to the head 4336 of 4094. In the second abort mode 4400B, the rotational torque generated when a force is applied to the head 4336 of the manual interface 4094 is transmitted by the differential assembly 4400 to the connector 4086, causing the tool 4042 to rotate, but with no rotational torque. It is not transmitted to rotating equipment 4080.

第1の中止モード4400Aにおける差動アセンブリ4400の動作は、第1のピン4404を介して手動入力シャフト4254を駆動アセンブリ4082の上部カバー4332に選択的にロックすることによって実現される(図34B参照、詳細には図示せず)。同様に、第2の中止モード4400Bにおける差動アセンブリ4400の動作は、第2のピン4406を介して差動アセンブリ4400を駆動アセンブリ4082の上部カバー4332に選択的にロックすることによって実現される(図34C参照、詳細には図示せず)。さらに、触覚トルクモード4400Hにおける差動アセンブリ4400の動作は、回転機器4080がツール4042を第2の軸A2の周りで回転させるように駆動されるとき、ヘッド4336の第2の軸A2の周りの回転を防止するために、駆動アセンブリ4082の上部カバー4332から第1のピン4404および第2のピン4406を選択的に取り外し(図34A参照、詳細には図示せず)、ハンドルアセンブリ4096を手動インターフェース4094のヘッド4336に接続することによって実現される。 Operation of the differential assembly 4400 in the first abort mode 4400A is accomplished by selectively locking the manual input shaft 4254 to the top cover 4332 of the drive assembly 4082 via the first pin 4404 (see FIG. 34B). , not shown in detail). Similarly, operation of the differential assembly 4400 in the second abort mode 4400B is accomplished by selectively locking the differential assembly 4400 to the top cover 4332 of the drive assembly 4082 via the second pin 4406 ( (see FIG. 34C, not shown in detail). Additionally, operation of the differential assembly 4400 in the haptic torque mode 4400H causes the rotation of the head 4336 about the second axis A2 when the rotary instrument 4080 is driven to rotate the tool 4042 about the second axis A2. To prevent rotation, first pin 4404 and second pin 4406 are selectively removed from top cover 4332 of drive assembly 4082 (see FIG. 34A, not shown in detail) and handle assembly 4096 is removed from the manual interface. This is realized by connecting to the head 4336 of the 4094.

図34A~図34Cを次に参照すると、駆動アセンブリ4082の差動アセンブリ4400は、概して、手動インターフェース4094と回転連係するように配置されたインターフェース側歯車4408と、コネクタ4086と回転連係するように配置されたコネクタ側歯車4410と、回転機器4080と回転連係するように配置された差動ケース4412と、同時に動くように差動ケース4412に動作可能に取り付けられたピニオンシャフト4414と、それぞれピニオンシャフト4414によって支持され、インターフェース側歯車4408およびコネクタ側歯車4410に噛合係合するように配置された1対のピニオン歯車4416とを備える。駆動アセンブリ4082に動作可能に取り付けられた差動ハウジング4418は、差動アセンブリ4400の差動ケース4412の少なくとも一部分を収容するように成形された差動チャンバ4420を画定する。上記で紹介した差動アセンブリ4400の構成要素についてそれぞれ、以下により詳細に説明する。 34A-34C, the differential assembly 4400 of the drive assembly 4082 generally includes an interface gear 4408 arranged in rotational communication with the manual interface 4094 and a connector 4086 arranged in rotational communication. a differential case 4412 disposed to be in rotational communication with the rotating device 4080; a pinion shaft 4414 operably attached to the differential case 4412 so as to move simultaneously; and a pinion shaft 4414, respectively. and a pair of pinion gears 4416 disposed to mesh with the interface side gear 4408 and the connector side gear 4410. A differential housing 4418 operably attached to drive assembly 4082 defines a differential chamber 4420 shaped to accommodate at least a portion of differential case 4412 of differential assembly 4400. Each of the components of differential assembly 4400 introduced above will be described in more detail below.

ここでも、エンドエフェクタ4040の第4の実施形態では、駆動アセンブリ4082のギアトレイン4084は同様に、遊星減速ギアセット4286およびベベルギアセット4272を用いる。しかし、この実施形態では、減速ギアセット4286は、回転機器4080(図32~図33参照)とベベルギアセット4272との間で回転連係するように介在する。より具体的には、遊星減速ギアセット4286の構成要素は、入力体4374内に支持され、概して第1の軸A1の周りで動力入力シャフト4252とキャリアシャフト4422との間に配置される。ここで、ベベルギアセット4272の入力歯車4274は、第1の軸A1の周りで同時に回転するようにキャリアシャフト4422に結合され、ベベルギアセット4272の出力歯車4276は、第2の軸A2の周りで同時に回転するように差動ケース4412に結合される。 Again, in the fourth embodiment of end effector 4040, gear train 4084 of drive assembly 4082 similarly employs planetary reduction gear set 4286 and bevel gear set 4272. However, in this embodiment, a reduction gear set 4286 is interposed in rotational communication between rotating equipment 4080 (see FIGS. 32-33) and bevel gear set 4272. More specifically, the components of the planetary reduction gear set 4286 are supported within the input body 4374 and generally positioned between the power input shaft 4252 and the carrier shaft 4422 about the first axis A1. Here, input gears 4274 of bevel gear set 4272 are coupled to carrier shaft 4422 for simultaneous rotation about a first axis A1, and output gears 4276 of bevel gear set 4272 are coupled for simultaneous rotation about a second axis A2. Rotatably coupled to differential case 4412.

差動ケース4412は、駆動体4250、差動ハウジング4418、および上部カバー4332内に配置されたベアリング4262によって回転可能に支持され、リブ(詳細には図示せず)によって支持された環状ハブ4424を有し、環状ハブ4424は、第2の中止モード4400Bにおける動作を容易にするように上部カバー4332内に形成された径方向カバー開口4428と位置合わせされたとき、第2のピン4406を受け取るように成形された複数のハブ開口4426を備える。手動入力シャフト4254は同様に、上部カバー4332および差動ケース4412内に配置されたベアリング4262によって支持され、インターフェース側歯車4408に結合されており、第1の中止モード4400Aにおける動作を容易にするように上部カバー4332内に形成された横断方向カバー開口4432と位置合わせされたとき、第1のピン4404を受け取るように成形されたインターフェース開口4430を備える。ピニオンシャフト4414は、差動ケース4412によって保持され、ピニオン歯車4416を回転可能に支持し、ピニオン歯車4416は、上述したように、インターフェース側歯車4408およびコネクタ側歯車4410に噛合係合するように配置される。ここで、コネクタ側歯車4410は、中間シャフト4256に結合され、この実施形態では、中間シャフト4256は、差動ケース4412内に配置されたベアリング4262によって回転可能に支持される。 The differential case 4412 is rotatably supported by a bearing 4262 disposed within a driver 4250, a differential housing 4418, and a top cover 4332, and includes an annular hub 4424 supported by ribs (not shown in detail). and the annular hub 4424 is adapted to receive the second pin 4406 when aligned with a radial cover opening 4428 formed in the top cover 4332 to facilitate operation in the second abort mode 4400B. A plurality of hub apertures 4426 are formed. Manual input shaft 4254 is similarly supported by bearings 4262 located within top cover 4332 and differential case 4412, and is coupled to interface gear 4408 to facilitate operation in first abort mode 4400A. includes an interface aperture 4430 shaped to receive the first pin 4404 when aligned with a transverse cover aperture 4432 formed in the top cover 4332 . Pinion shaft 4414 is held by differential case 4412 and rotatably supports pinion gear 4416, which is arranged to mesh with interface gear 4408 and connector gear 4410, as described above. be done. Here, the connector side gear 4410 is coupled to an intermediate shaft 4256, which in this embodiment is rotatably supported by a bearing 4262 disposed within the differential case 4412.

差動アセンブリ4400の差動ハウジング4418は、差動軸DAを画定し、図示の実施形態では、差動軸DAは第2の軸A2に一致している。ここで、第1の中止モード4400Aにあるとき、差動ハウジング4418に対する差動ケース4412の回転が可能である。逆に、第2の中止モード4400Bにあるとき、差動ハウジング4418に対する差動ケース4412の回転は抑制される。さらに、第2の中止モード4400Bにあるとき、インターフェース側歯車4408およびコネクタ側歯車4410の両方の差動軸DAの周りの回転が可能である。しかし、第1の中止モード4400Aにあるとき、コネクタ側歯車4410の差動軸DAの周りの回転が可能であるが、インターフェース側歯車4408の差動軸DAの周りの回転は抑制される。さらに、ピニオンシャフト4414は、ピニオン軸PAを画定し、ピニオン歯車4416は、第1の中止モード4400A、第2の中止モード4400B、および触覚トルクモード4400Hにおいて、ピニオン軸PAの周りを回転することが可能である。図示の実施形態では、ピニオン軸PAは、差動軸DAに実質的に直交している。 Differential housing 4418 of differential assembly 4400 defines a differential axis DA, which in the illustrated embodiment is coincident with second axis A2. Here, when in the first abort mode 4400A, rotation of the differential case 4412 relative to the differential housing 4418 is possible. Conversely, when in second stop mode 4400B, rotation of differential case 4412 relative to differential housing 4418 is suppressed. Furthermore, when in the second abort mode 4400B, rotation of both the interface side gear 4408 and the connector side gear 4410 about the differential axis DA is possible. However, when in the first abort mode 4400A, rotation of the connector side gear 4410 about the differential axis DA is possible, but rotation of the interface side gear 4408 about the differential axis DA is suppressed. Further, the pinion shaft 4414 defines a pinion axis PA, and the pinion gear 4416 can rotate about the pinion axis PA in the first abort mode 4400A, the second abort mode 4400B, and the haptic torque mode 4400H. It is possible. In the illustrated embodiment, pinion axis PA is substantially orthogonal to differential axis DA.

上述したように、触覚トルクモード4400Hにおいて、ハンドルアセンブリ4096が手動インターフェース4094のヘッド4336に接続された状態で動作しているとき、使用者は、回転機器4080がツール4042を第2の軸A2の周りで回転させるように駆動されると、ヘッド4336の第2の軸A2の周りの回転を防止するように、ハンドルアセンブリ4096を把持することができる。アクチュエータ4166によって駆動されたとき、手動入力シャフト4254および中間シャフト4256はそれぞれ、同じ量のトルクを受けるが、異なる速度で回転することができる。 As discussed above, in the haptic torque mode 4400H, when the handle assembly 4096 is operating with the handle assembly 4096 connected to the head 4336 of the manual interface 4094, the user may notice that the rotary instrument 4080 moves the tool 4042 to the second axis A2. When driven to rotate about the handle assembly 4096, the handle assembly 4096 can be gripped to prevent rotation of the head 4336 about the second axis A2. When driven by actuator 4166, manual input shaft 4254 and intermediate shaft 4256 each receive the same amount of torque, but can rotate at different speeds.

したがって、差動アセンブリ4400は、回転機器4080とツール4042との間にギアトレイン4084の一部として介在するため、使用者がハンドルアセンブリ4096を把持することによって、手動入力シャフト4254が第2の軸A2の周りを回転することを防止した場合、触覚(または「触覚」)トルクフィードバックが使用者の手へ伝達される。ハンドルアセンブリ4096は、把持されているときは回転しないが、それにもかかわらず使用者は、ツール4042に印加されているトルクの量に実質的に同等のトルクフィードバックを受ける。したがって、駆動されたツール4042が、固定具4050を有する回転駆動ツール4048を備える場合、使用者は、固定具4050内のトルクに同等のハンドルアセンブリ4096内のトルクを「感じる」はずである。このトルクフィードバックは、有利には、回転機器4080を使用して固定具4050を駆動するとき、固定具4050が受けている回転に対する相対的な抵抗感を使用者に提供する。 Thus, the differential assembly 4400 is interposed between the rotary equipment 4080 and the tool 4042 as part of the gear train 4084 such that a user's grip on the handle assembly 4096 causes the manual input shaft 4254 to move into the second axis. If rotation around A2 is prevented, haptic (or "tactile") torque feedback is transmitted to the user's hand. Although handle assembly 4096 does not rotate when grasped, the user nevertheless receives torque feedback substantially equivalent to the amount of torque being applied to tool 4042. Thus, if the driven tool 4042 comprises a rotary drive tool 4048 with a fixture 4050, the user should "feel" a torque in the handle assembly 4096 that is equivalent to the torque in the fixture 4050. This torque feedback advantageously provides a user with a sense of the relative resistance to rotation that fixture 4050 is experiencing when driving fixture 4050 using rotating equipment 4080.

図34A~図34Cを引き続き参照すると、エンドエフェクタ4040の第4の実施形態では、ギアトレイン4084は、概して4434で示す補助ギアセットをさらに備え、補助ギアセット4434は、中間シャフト4256とコネクタ4086との間に介在する。補助ギアセット4434は、ファスナによって駆動体4250に固定された補助ハウジング4436内に配置され、補助ギアセット4434と補助ハウジング4436との間に補助リング歯車4438が配置される。合計4つの補助遊星歯車4440が、補助リング歯車4438に噛合係合するように配置され、さらに補助太陽歯車4442に噛合係合するように配置される。補助遊星歯車4440は、ファスナを介して補助キャリア4444および第1のインターフェース体4446に固定され、第1のインターフェース体4446は、それぞれ駆動体4250および補助ハウジング4436内に配置されたベアリング4262によって支持される。 34A-34C, in the fourth embodiment of the end effector 4040, the gear train 4084 further comprises an auxiliary gear set, indicated generally at 4434, which includes an intermediate shaft 4256 and a connector 4086. intervene between The auxiliary gear set 4434 is disposed within an auxiliary housing 4436 that is secured to the driver 4250 by fasteners, and an auxiliary ring gear 4438 is disposed between the auxiliary gear set 4434 and the auxiliary housing 4436. A total of four auxiliary planetary gears 4440 are arranged in meshing engagement with the auxiliary ring gear 4438 and further arranged in meshing engagement with the auxiliary sun gear 4442. The auxiliary planetary gear 4440 is secured to the auxiliary carrier 4444 and the first interface body 4446 via fasteners, and the first interface body 4446 is supported by bearings 4262 disposed within the drive body 4250 and the auxiliary housing 4436, respectively. Ru.

第1のインターフェース体4446は、以下により詳細に説明するように、図33に示す回転駆動ツール4048のビットインターフェース4128に係合するように成形された回転係止具を画定する十字孔4448を備える。補助太陽歯車4442に第2のインターフェース体4450が結合され、補助キャリア4444および第1のインターフェース体4446内に配置されたベアリング4262によって支持される。第2のインターフェース体4450にペグ4452が動作可能に取り付けられ、以下により詳細に説明するように、図33に示す回転切断ツール4044のビットインターフェース4128に係合するように成形された別の回転係止具を画定する。 The first interface body 4446 includes a cross recess 4448 defining a rotational stop shaped to engage the bit interface 4128 of the rotational drive tool 4048 shown in FIG. 33, as described in more detail below. . A second interface body 4450 is coupled to the auxiliary sun gear 4442 and supported by a bearing 4262 disposed within the auxiliary carrier 4444 and the first interface body 4446. A peg 4452 is operably attached to the second interface body 4450 and has another rotary engagement shaped to engage the bit interface 4128 of the rotary cutting tool 4044 shown in FIG. 33, as described in more detail below. Define a stop.

本明細書に示す代表的な実施形態では、ペグ4452は、第1の回転係止具RL1を画定し、十字孔4448は、第2の回転係止具RL2を画定する(図34B参照)。ここで、第1の回転係止具RL1のペグ4452は、第2の回転係止具RL2の十字孔4448より手動インターフェース4094の近くに配置される。この配置は、図33に示す回転駆動ツール4048および回転切断ツール4044のビットインターフェース4128の構成に対応する。図33に示すビットインターフェース4128はそれぞれ、エンドエフェクタ40の第1の実施形態とともに利用されるビットインターフェース128に関連して前述したものに類似している軸方向保持器4130を用いる。しかし、第4の実施形態では、回転保持器4132は、互いとも第1の実施形態とも異なる。より具体的には、第4の実施形態では、回転切断ツール4044のビットインターフェース4128は、第1の回転係止具RL1に係合するように成形された切欠要素4454を備え(図34B参照)、回転駆動ツール4048のビットインターフェース4128は、第2の回転係止具RL2に係合するように構成されたキー要素4456を備える(図34C参照)。キー要素4456は、十字孔4448内に係合するように成形された曲線的な略方形の形状を有し、したがって、回転駆動ツール4048は、コネクタ4086に固定されたとき、補助ギアセット4434の第1のインターフェース体4446とともに第2の軸A2の周りを同時に回転する(図34C参照)。切欠要素4454は、ペグ4452の両側に係合する前に十字孔4448を通過するように構成された形状を備え、したがって、回転切断ツール4044は、コネクタ4086に固定されたとき、第2のインターフェース体4450とともに第2の軸A2の周りを同時に回転する(図34B参照)。 In the exemplary embodiment shown herein, peg 4452 defines a first rotational stop RL1 and cross recess 4448 defines a second rotational stop RL2 (see FIG. 34B). Here, the peg 4452 of the first rotational lock RL1 is located closer to the manual interface 4094 than the cross recess 4448 of the second rotational lock RL2. This arrangement corresponds to the configuration of the bit interface 4128 of the rotary drive tool 4048 and rotary cutting tool 4044 shown in FIG. The bit interfaces 4128 shown in FIG. 33 each employ an axial retainer 4130 similar to that described above in connection with the bit interface 128 utilized with the first embodiment of the end effector 40. However, in the fourth embodiment, the rotating retainers 4132 are different from each other and from the first embodiment. More specifically, in the fourth embodiment, the bit interface 4128 of the rotary cutting tool 4044 includes a cutout element 4454 shaped to engage the first rotary stop RL1 (see FIG. 34B). , the bit interface 4128 of the rotary drive tool 4048 includes a key element 4456 configured to engage the second rotary stop RL2 (see FIG. 34C). The key element 4456 has a curved, generally rectangular shape shaped to engage within the cross recess 4448, so that when the rotary drive tool 4048 is secured to the connector 4086, the auxiliary gear set 4434 It simultaneously rotates around the second axis A2 together with the first interface body 4446 (see FIG. 34C). The cutout element 4454 has a shape configured to pass through the cross recess 4448 before engaging either side of the peg 4452, thus allowing the rotary cutting tool 4044 to connect to the second interface when secured to the connector 4086. It simultaneously rotates around the second axis A2 together with the body 4450 (see FIG. 34B).

第4の実施形態では、駆動アセンブリ4082は、第1の回転係止具RL1および第2の回転係止具RL2を備えるが、本明細書に記載する他の実施形態では、第1の回転係止具RL1のみを用いることもできることが理解されよう。さらに、回転係止具は、例えばエンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して上述した駆動アセンブリ82のコネクタ86の保持シャフト255内に形成された回転コネクタ要素308に類似しているものを含む複数の異なる構成が可能である。他の構成も企図される。 In the fourth embodiment, the drive assembly 4082 comprises a first rotational stop RL1 and a second rotational stop RL2, but in other embodiments described herein, the drive assembly 4082 includes a first rotational stop RL1 and a second rotational stop RL2. It will be appreciated that it is also possible to use only stop RL1. Additionally, the rotational stop may be similar to, for example, the rotational connector element 308 formed within the retaining shaft 255 of the connector 86 of the drive assembly 82 described above in connection with the first embodiment of the end effector 40. A number of different configurations are possible, including: Other configurations are also contemplated.

ここで、第4の実施形態では、コネクタ4086に固定されたツール4042の軸方向の保持は、手術用ロボット32(図1参照)によって維持される軌道Tに沿って駆動アセンブリ4082と同時に並進するように、回転切断ツール4044、回転駆動ツール4048、または別のツール4042のうちの1つを解放可能に固定するように構成された軸方向係止具ALによって実現される。この目的で、軸方向係止具ALは、解放形態ACR(図34A参照)とロック形態ACL(図34B~図34C参照)との間で動作可能である。軸方向係止具ALが図34Aに示す解放形態ACRで動作するとき、駆動アセンブリ4082と、第1の回転係止具RL1および第2の回転係止具RL2のいずれかに固定されたツール4042(ツール4042は、図34Aには図示せず)との間の相対運動が、第2の軸A2に沿って可能になる。軸方向係止具ALが図34B~図34Cに示すロック形態ACLで動作するとき、駆動アセンブリ4082と、第1の回転係止具RL1(図34B参照)または第2の回転係止具RL2(図34C参照)に固定されたツール4042との間の相対運動が、第2の軸A2に沿って制限される。 Here, in a fourth embodiment, the axial retention of the tool 4042 secured to the connector 4086 is translated simultaneously with the drive assembly 4082 along a trajectory T maintained by the surgical robot 32 (see FIG. 1). is achieved by an axial catch AL configured to releasably secure one of the rotary cutting tool 4044, the rotary drive tool 4048, or another tool 4042. To this end, the axial lock AL is operable between a release configuration ACR (see FIG. 34A) and a locking configuration ACL (see FIGS. 34B-34C). When the axial stop AL is operated in the release configuration ACR shown in FIG. (tool 4042 not shown in FIG. 34A) is permitted along the second axis A2. When the axial lock AL operates in the locking configuration ACL shown in FIGS. 34B-34C, the drive assembly 4082 and the first rotational lock RL1 (see FIG. 34B) or the second rotational lock RL2 ( Relative movement between the tool 4042 and the fixed tool 4042 (see FIG. 34C) is restricted along the second axis A2.

第4の実施形態では、軸方向係止具ALは、略球形の軸方向コネクタ要素4306によって実現され、軸方向コネクタ要素4306は、コネクタ4086の一部を形成し、エンドエフェクタ40の第1の実施形態を実質的に同じ方法で動作する。しかしここで、コネクタ4086の保持シャフト4255は、コネクタ体4300およびライダ体4458内に配置されたベアリング4262によって支持されており、ライダ体4458は、フランジ部材4302と同時に動く。ロック形態ACLにあるとき、軸方向コネクタ要素4306は、ベアリング4262によって支持されており、回転切断ツール4044および回転駆動ツール4048のビットインターフェース4128の軸方向保持器4130に係合して、軸方向コネクタ要素4306と軸方向保持器4130との間の第2の軸A2に沿った相対運動を制限する。コネクタ4086のフランジ部材4302が使用者によって係合されて解放形態ACRへ動くとき、フランジ部材4302が第2の軸A2に沿って動くことで、軸方向コネクタ要素4306は軸方向保持器4130から係合解除され、ベアリング4262によって支持されなくなる。この配置により、ロック形態ACLで軸方向係止具ALに固定されたとき、保持シャフト4255およびツール4042のビットインターフェース4128が同時に回転することが可能になり、ツール4042がコネクタ4086から取り外されたとき、第1の回転係止具RL1および第2の回転係止具RL2に依存することなく、保持シャフト4255が回転することが可能になる。 In a fourth embodiment, the axial lock AL is realized by a generally spherical axial connector element 4306 that forms part of the connector 4086 and that The embodiments operate in substantially the same manner. However, the retaining shaft 4255 of the connector 4086 is now supported by a bearing 4262 disposed within the connector body 4300 and the rider body 4458, and the rider body 4458 moves simultaneously with the flange member 4302. When in locked configuration ACL, axial connector element 4306 is supported by bearing 4262 and engages axial retainer 4130 of bit interface 4128 of rotary cutting tool 4044 and rotary drive tool 4048 to Relative movement between element 4306 and axial retainer 4130 along second axis A2 is limited. When the flange member 4302 of the connector 4086 is engaged by the user and moved to the released configuration ACR, movement of the flange member 4302 along the second axis A2 causes the axial connector element 4306 to disengage from the axial retainer 4130. uncoupled and no longer supported by bearing 4262. This arrangement allows the retaining shaft 4255 and the bit interface 4128 of the tool 4042 to rotate simultaneously when secured to the axial stop AL in the lock configuration ACL and when the tool 4042 is removed from the connector 4086. , allowing the holding shaft 4255 to rotate without relying on the first rotational lock RL1 and the second rotational lock RL2.

ここでも、軸方向係止具は、例えば、エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して上述した駆動アセンブリ82のコネクタ86の保持シャフト255内に形成されたコネクタ要素ポケット310内に配置された軸方向コネクタ要素306に類似のものを含めて、複数の異なる構成とすることができることが理解されよう。他の構成も企図される。 Again, the axial detent is disposed within a connector element pocket 310 formed within the retaining shaft 255 of the connector 86 of the drive assembly 82 described above in connection with the first embodiment of the end effector 40, for example. It will be appreciated that a number of different configurations are possible, including similar axial connector elements 306. Other configurations are also contemplated.

エンドエフェクタ4040の第4の実施形態では、補助ギアセット4434は事実上、中間シャフト4256と第2のインターフェース体4450との間で増速器として作用し、したがって、第1の回転係止具RL1のペグ4452は、第1の駆動比DR1で駆動されるのに対して、第2の回転係止具RL2の十字孔4448は、第2の駆動比DR2で駆動され、中間シャフト4256と同時に回転する。ここで、中間シャフト4256の回転は、中間結合具4460を介して補助キャリア4444へ伝達される。補助キャリア4444が回転すると、補助遊星歯車4440は、補助リング歯車4438および補助太陽歯車4442に噛合係合したまま、第2の軸A2の周りで周回して特有の軸の周りを回転し、したがって、補助太陽歯車4442は、第2の軸A2の周りを補助キャリア4444より速く回転する。したがって、上述したように、伝動装置が異なるギアセット間を「シフト」することを必ずしも必要とすることなく、駆動アセンブリ4082によって異なる所定の駆動比で、異なるツール4042を駆動することができる。 In the fourth embodiment of the end effector 4040, the auxiliary gear set 4434 effectively acts as a speed increaser between the intermediate shaft 4256 and the second interface body 4450, and thus the first rotational stop RL1 The peg 4452 of is driven at a first drive ratio DR1, whereas the cross recess 4448 of the second rotational lock RL2 is driven at a second drive ratio DR2 and rotates simultaneously with the intermediate shaft 4256. do. Here, the rotation of the intermediate shaft 4256 is transmitted to the auxiliary carrier 4444 via the intermediate coupling 4460. As the auxiliary carrier 4444 rotates, the auxiliary planetary gear 4440 orbits around the second axis A2 while remaining in meshing engagement with the auxiliary ring gear 4438 and the auxiliary sun gear 4442 to rotate about the characteristic axis, thus , the auxiliary sun gear 4442 rotates faster than the auxiliary carrier 4444 about the second axis A2. Thus, as discussed above, different tools 4042 can be driven by drive assembly 4082 at different predetermined drive ratios without necessarily requiring the transmission to "shift" between different gear sets.

上述したように、手術用システム30のエンドエフェクタの第5の実施形態が、図35~図38Bに示されている。以下の説明では、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の構造および構成要素と同じまたは他の方法で対応している第5の実施形態の構造および構成要素は、同じ参照番号を5000増大させた番号を有する。エンドエフェクタ5040の第5の実施形態の構成要素および特徴の多くは、上述したエンドエフェクタ40の第1の実施形態のものに実質的に類似しているため、明瞭性、一貫性、および簡潔性の目的で、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態とエンドエフェクタ40の第1の実施形態との特定の具体的な違いについてのみを以下に説明し、これらの実施形態間で共通の構成要素および特徴のいくつかのみを本明細書に論じ、図面に示す。 As mentioned above, a fifth embodiment of the end effector of surgical system 30 is shown in FIGS. 35-38B. In the following description, structures and components of the fifth embodiment that are the same as or otherwise correspond to structures and components of the first embodiment of the end effector 40 have the same reference numerals incremented by 5000. Has a number. Many of the components and features of the fifth embodiment of end effector 5040 are substantially similar to those of the first embodiment of end effector 40 described above, thereby providing clarity, consistency, and conciseness. For purposes of this, only certain specific differences between the fifth embodiment of end effector 5040 and the first embodiment of end effector 40 are discussed below, and common components and components between these embodiments are discussed below. Only some of the features are discussed herein and illustrated in the drawings.

したがって、それだけに限定されるものではないが、以下に別途指示がない限り、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の説明を、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態に対して参照により組み込むことができる。同様に、前述の実施形態の対応する構成要素および特徴に類似しているエンドエフェクタ5040の第5の実施形態の特定の構成要素および特徴は、すべての介在する実施形態に対して、同じ参照番号を1000にさらに1000を足した値だけ増大させた番号を有するものとして図面に参照し、または他の方法で示すことができる(例えば、第5の実施形態の場合、第4の実施形態に関連して説明した構成要素は、1000増大するはずであり、第3の実施形態に関連して説明した構成要素は、2000増大するはずであり、第2の実施形態に関連して説明した構成要素は、3000増大するはずである)。 Accordingly, and without limitation, unless otherwise indicated below, the description of the first embodiment of end effector 40 may be incorporated by reference into the fifth embodiment of end effector 5040. . Similarly, certain components and features of the fifth embodiment of end effector 5040 that are similar to corresponding components and features of the previous embodiments have the same reference numerals for all intervening embodiments. may be referred to in the drawings or otherwise shown as having numbers incremented by 1000 plus 1000 (e.g., in the case of the fifth embodiment, the The components described in relation to the third embodiment should be increased by 2000, the components described in relation to the second embodiment should be increased by 2000, and the components described in relation to the second embodiment should be increased by 2000. should increase by 3000).

図35~図38Bを次に参照すると、取付具5078、回転機器5080およびそのアクチュエータ5166(概略的に示す)、ならびに駆動アセンブリ5082を備えるエンドエフェクタ5040の第5の実施形態が、概略的に示されている。上述した第1の実施形態と比較すると、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態は、概して、異なる構成の操作具アセンブリ5088および駆動アセンブリ5082を用いており、ギアトレイン5084の一部を形成する駆動導管5462を介してツール5042を「トップローディング」式に固定するように構成される。これらの構成要素のそれぞれについて、以下により詳細に説明する。 35-38B, a fifth embodiment of an end effector 5040 comprising a fixture 5078, a rotary instrument 5080 and its actuator 5166 (schematically shown), and a drive assembly 5082 is shown schematically. has been done. Compared to the first embodiment described above, a fifth embodiment of an end effector 5040 generally employs a different configuration of a handle assembly 5088 and a drive assembly 5082, with a drive forming part of a gear train 5084. The tool 5042 is configured to be secured in a “top loading” manner via the conduit 5462. Each of these components will be described in more detail below.

図35~図36に最もよく示すように、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態は、エンドエフェクタ2040の第2の実施形態に関連して上述したものと同じ操作具アセンブリ5088、グリップ5090、および入力操作具5092を備える。やはり上述した第2の実施形態と同様に、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態では、回転機器5080および駆動アセンブリ5082は、第1の軸A1に対して第2の軸A2が固定されるように構成される。言い換えれば、ここでもこの実施形態では、駆動アセンブリ5082の駆動体5250は、回転機器5080に対して動くように配置されていない。しかし、以下の後述する説明から理解されるように、駆動アセンブリ5082および/または回転機器5080は、エンドエフェクタ40の第1の実施形態に類似の方法で第1の軸A1の周りの相対的な位置決めを可能にすることなどのために、異なる形で構成することもできる。他の構成も企図される。 As best shown in FIGS. 35-36, the fifth embodiment of end effector 5040 includes the same manipulator assembly 5088, grip 5090, and An input operation tool 5092 is provided. Also similar to the second embodiment described above, in the fifth embodiment of the end effector 5040, the rotary device 5080 and drive assembly 5082 are arranged such that the second axis A2 is fixed relative to the first axis A1. It is composed of In other words, again in this embodiment, the driver 5250 of the drive assembly 5082 is not arranged to move relative to the rotating equipment 5080. However, as will be appreciated from the discussion below, the drive assembly 5082 and/or the rotary device 5080 may be arranged relative to each other about the first axis A1 in a manner similar to the first embodiment of the end effector 40. It can also be configured differently, such as to allow positioning. Other configurations are also contemplated.

エンドエフェクタ5040の第5の実施形態の駆動アセンブリ5082は、上述しかつ以下により詳細に説明するように、異なるタイプのツール5042の「トップローディング」を容易にするために、駆動導管5462を備えるため、第5の実施形態の手動インターフェース5094は、駆動アセンブリ5082自体の一部としてではなく、駆動アセンブリ5082に固定されているツール5042のビットインターフェース5128によって実現される。しかし、この構成は例示であり、以下の後述する説明から理解されるように、エンドエフェクタ5040は、駆動アセンブリ5082の一部を形成しながら、それでもなお駆動導管5462を利用してツール5042の「トップローディング」を可能にする別個の手動インターフェース5094を備えることもできる。他の構成も企図される。 The drive assembly 5082 of the fifth embodiment of the end effector 5040 includes a drive conduit 5462 to facilitate "top loading" of different types of tools 5042, as described above and in more detail below. , the manual interface 5094 of the fifth embodiment is realized by a bit interface 5128 of the tool 5042 that is fixed to the drive assembly 5082 rather than as part of the drive assembly 5082 itself. However, this configuration is exemplary and, as will be appreciated from the discussion below, the end effector 5040 may still utilize the drive conduit 5462 to drive the tool 5042 while forming part of the drive assembly 5082. A separate manual interface 5094 may also be provided to allow top loading. Other configurations are also contemplated.

図36~図38Bを次に参照すると、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態では、駆動アセンブリ5082の駆動導管5462は、第2の軸A2の周りを回転するように支持されており、ベベルギアセット5272の出力歯車5276に動作可能に取り付けられる。したがって、ここでもこの実施形態では、第1の軸A1は第2の軸A2とは異なる(図35も参照されたい)。より具体的には、この実施形態では、第1の軸A1は第2の軸A2に実質的に直交する。しかし、後述する第8の実施形態から理解されるように、第1の軸A1は、第2の軸A2に平行になるように、またはさらには第2の軸A2と一致することなどのために、異なる形で配置することもできることが企図される。他の構成も企図される。第5の実施形態では、ベベルギアセット5272はまた、出力歯車5276が入力歯車5274とは構成上異なることから、減速を提供する。したがって、この実施形態では、第1の軸A1の周りの回転を第2の軸A2の周りの回転に変換することに加えて、ベベルギアセット5272はまた、第1の軸A1と第2の軸A2との間で回転トルクを調整する。 36-38B, in a fifth embodiment of an end effector 5040, a drive conduit 5462 of a drive assembly 5082 is supported for rotation about a second axis A2 and a bevel gear set. 5272 is operably attached to output gear 5276 of 5272. Thus, again in this embodiment, the first axis A1 is different from the second axis A2 (see also FIG. 35). More specifically, in this embodiment, the first axis A1 is substantially orthogonal to the second axis A2. However, as will be understood from the eighth embodiment described below, the first axis A1 is parallel to the second axis A2, or even coincides with the second axis A2, etc. It is contemplated that the configuration may also be arranged differently. Other configurations are also contemplated. In the fifth embodiment, the bevel gear set 5272 also provides reduction because the output gear 5276 is different in configuration from the input gear 5274. Therefore, in this embodiment, in addition to converting rotation about the first axis A1 to rotation about the second axis A2, the bevel gear set 5272 also rotates the first axis A1 and the second axis Adjust the rotational torque between A2 and A2.

上述したエンドエフェクタ4040の第4の実施形態と同様に、第5の実施形態では、ギアトレイン5084はまた、第1の軸A1に沿って配置された遊星減速ギアセット5286を用いる。ここで、減速ギアセット5286は、回転機器5080のアクチュエータ(図35参照、アクチュエータは詳細には図示せず)と、駆動アセンブリ5082の駆動導管5462との間で回転連係するように介在し、したがって、第1の軸A1の周りの回転は、第1の回転係止具RL1の第2の軸A2の周りの回転とは異なる(例えば、より速い)速度で生じる。さらに、上述したエンドエフェクタ3040の第3の実施形態と同様に、第1のギアセットGS1と第2のギアセットGS2との間の「シフト」を容易にし、それに対応して異なる駆動比DR1、DR2で異なるタイプのツール5042を駆動するために、伝動装置5372が設けられる。これらの構成要素のそれぞれの特有の配置について、以下により詳細に説明する。 Similar to the fourth embodiment of the end effector 4040 described above, in the fifth embodiment, the gear train 5084 also employs a planetary reduction gear set 5286 disposed along the first axis A1. Here, a reduction gear set 5286 is interposed in rotational communication between an actuator of rotating equipment 5080 (see FIG. 35, actuator not shown in detail) and drive conduit 5462 of drive assembly 5082, thus , the rotation about the first axis A1 occurs at a different (eg, faster) speed than the rotation of the first rotational stop RL1 about the second axis A2. Furthermore, similar to the third embodiment of the end effector 3040 described above, it facilitates "shifting" between the first gear set GS1 and the second gear set GS2, with correspondingly different drive ratios DR1, A transmission 5372 is provided to drive different types of tools 5042 in DR2. The specific arrangement of each of these components is discussed in more detail below.

エンドエフェクタ5040の第5の実施形態の駆動アセンブリ5082は、第1の回転係止具RL1および軸方向係止具ALを用いて、ツール5042を第2の軸A2の周りで固定することを容易にする。第1の回転係止具RL1は、第2の軸A2の周りで同時に回転するように、駆動導管5462に動作可能に取り付けられる。軸方向係止具ALは、手術用ロボット32(図1参照)によって維持される軌道Tに沿って駆動導管5462と同時に並進するように、ツール5042を解放可能に固定するように設けられ、駆動アセンブリ5082とツール5042との間の相対運動が第2の軸A2に沿って可能である解放形態ACR(図37A参照、ツール5042は図示せず)と、駆動アセンブリ5082とツール5042との間の相対運動が第2の軸A2に沿って制限されるロック形態ACL(図37B~図37C参照)との間で動作可能である。第5の実施形態の軸方向係止具ALの構成について、以下により詳細に説明する。 The drive assembly 5082 of the fifth embodiment of the end effector 5040 facilitates securing the tool 5042 about the second axis A2 using a first rotational stop RL1 and an axial stop AL. Make it. The first rotational stop RL1 is operably attached to the drive conduit 5462 for simultaneous rotation about the second axis A2. An axial stop AL is provided to releasably secure the tool 5042 for simultaneous translation along a trajectory T maintained by the surgical robot 32 (see FIG. 1) with the drive conduit 5462. a release configuration ACR in which relative movement between assembly 5082 and tool 5042 is possible along second axis A2 (see FIG. 37A, tool 5042 not shown); It is operable with a locking configuration ACL (see FIGS. 37B-37C) in which relative movement is limited along the second axis A2. The configuration of the axial locking tool AL of the fifth embodiment will be described in more detail below.

第5の実施形態では、第1の回転係止具RL1はキー孔を備え、キー孔は、各ツール5042のインターフェース端5468と作業端5470との間に配置されたツール体5466内に形成された相応の形状の導管回転保持器5464に係合するように成形された略「正方形」の形状を有する(図36参照)。以下の後述する説明から理解されるように、ツール体5466は、インターフェース端5468と作業端5470との間に任意の好適な数の構成要素によって画定することができる。同様に、インターフェース端5468および/または作業端5470は、ツール体5466自体の一部、ツール体5466に動作可能に取り付けられた別個の構成要素、および/またはツール5042に解放可能に取り付けられた構成要素(例えば、固定具、ハンドルアセンブリなど)として画定することもできることが理解されよう。他の構成も企図される。各ツール5042のツール体5466内には、インターフェース端5468と作業端5470との間に配置された導管軸方向保持器5472も形成され、導管軸方向保持器5472は、ロック形態ACLで軸方向係止具ALによって係合される(図37B~図37C参照)。この実施形態では、回転切断ツール5044の作業端5470は概して、遠位切断端5044Dに対応し、回転駆動ツール5048の作業端5470は概して、作業端5470に固定された固定具5050の遠位先端5050Dに対応する(図36参照、固定された状態では図示せず)。さらに、この実施形態では、インターフェース端5468は概して、第2の軸A2の周りを回転するように駆動アセンブリ5082に固定された回転切断ツール5044、回転駆動ツール5048、または別のタイプのツール5042のビットインターフェース5128に対応する。 In a fifth embodiment, the first rotational lock RL1 includes a keyhole formed in a tool body 5466 disposed between an interface end 5468 and a working end 5470 of each tool 5042. It has a generally "square" shape shaped to engage a correspondingly shaped conduit rotating retainer 5464 (see FIG. 36). As will be appreciated from the discussion below, tool body 5466 may be defined by any suitable number of components between interface end 5468 and working end 5470. Similarly, interface end 5468 and/or working end 5470 may be part of tool body 5466 itself, a separate component operably attached to tool body 5466, and/or a configuration releasably attached to tool 5042. It will be appreciated that it may also be defined as an element (eg, a fixture, handle assembly, etc.). Other configurations are also contemplated. Also formed within the tool body 5466 of each tool 5042 is a conduit axial retainer 5472 disposed between an interface end 5468 and a working end 5470, the conduit axial retainer 5472 being in axial engagement in a lock configuration ACL. Engaged by stop AL (see FIGS. 37B-37C). In this embodiment, the working end 5470 of the rotary cutting tool 5044 generally corresponds to the distal cutting end 5044D, and the working end 5470 of the rotary drive tool 5048 generally corresponds to the distal tip of the fixture 5050 secured to the working end 5470. 5050D (see FIG. 36, not shown in fixed state). Further, in this embodiment, the interface end 5468 is generally connected to a rotary cutting tool 5044, a rotary drive tool 5048, or another type of tool 5042 fixed to the drive assembly 5082 for rotation about a second axis A2. Corresponds to bit interface 5128.

構成上類似しているが、ツール体5466の導管回転保持器5464および導管軸方向保持器5472は、ビットインターフェース5128の回転保持器5132および軸方向保持器5130とは異なることが理解されよう。具体的に、第5の実施形態では、ビットインターフェース5128の回転保持器5132および軸方向保持器5130は、ハンドルアセンブリ(この実施形態では図示せず)に解放可能に固定するための手動インターフェース5094の一部を形成するのに対して、ツール体5466の導管回転保持器5464および導管軸方向保持器5472は、この実施形態では事実上コネクタとして働く第1の回転係止具RL1および軸方向係止具ALによる係合を介して、ツール5042を駆動アセンブリ5082に解放可能に取り付けることを容易にする。さらに、第5の実施形態では、ツール5042はそれぞれ、同じ第1の回転係止具RL1および同じ軸方向係止具ALに係合するように構成される。 Although similar in construction, it will be appreciated that conduit rotation retainer 5464 and conduit axial retainer 5472 of tool body 5466 are different from rotation retainer 5132 and axial retainer 5130 of bit interface 5128. Specifically, in the fifth embodiment, rotary retainer 5132 and axial retainer 5130 of bit interface 5128 are connected to manual interface 5094 for releasably securing to a handle assembly (not shown in this embodiment). Whereas conduit rotation retainer 5464 and conduit axial retainer 5472 of tool body 5466 form a first rotary stop RL1 and an axial lock which in this embodiment effectively act as a connector. The tool 5042 is facilitated to be releasably attached to the drive assembly 5082 through engagement by the tool AL. Furthermore, in the fifth embodiment, the tools 5042 are each configured to engage the same first rotational stop RL1 and the same axial stop AL.

上述しかつ以下により詳細に説明するように、伝動装置5372と協働して第1のギアセットGS1と第2のギアセットGS2との間を「シフト」することを容易にするために、回転駆動ツール5048のツール体5466は、第1のシャフト部分5474を備え、回転切断ツール5044のツール体5466は、第2のシャフト部分5476を備える。第1のシャフト部分5474および第2のシャフト部分5476はどちらも、ツール体5466のインターフェース端5468と作業端5470との間(より具体的には、この実施形態では、導管軸方向保持器5472と導管回転保持器5464との間)に配置される。第1のシャフト部分5474および第2のシャフト部分5476はどちらも、伝動装置5372の伝動リンク機構5392の切換器5394の少なくとも一部分に当接、係合、または他の方法で接触するように成形および配置される。以下により詳細に説明するように、切換器5394は、第2の軸A2に沿って配置された階段状の外側形状および円筒形の内側形状を含む略管状の形状を有する。第2のシャフト部分5476は、第1のシャフト部分5474より作業端5470の方へさらに下がっているため(図37B~図37Cを比較されたい)、以下により詳細に説明するように、伝動装置5372の切換器5394と第1のシャフト部分5474との間の当接は、第1のギアセットGS1の係合を容易にするのに対して(図37B参照)、切換器5394と第2のシャフト部分5476との間の当接は、第2のギアセットGS2の係合を容易にする(図37C参照)。 As mentioned above and explained in more detail below, the rotational Tool body 5466 of drive tool 5048 includes a first shaft portion 5474 and tool body 5466 of rotary cutting tool 5044 includes a second shaft portion 5476. The first shaft portion 5474 and the second shaft portion 5476 both extend between the interface end 5468 and the working end 5470 of the tool body 5466 (more specifically, in this embodiment, the conduit axial retainer 5472 between the conduit rotating holder 5464). The first shaft portion 5474 and the second shaft portion 5476 are both shaped and shaped to abut, engage, or otherwise contact at least a portion of the diverter 5394 of the transmission linkage 5392 of the transmission 5372. Placed. As described in more detail below, the diverter 5394 has a generally tubular shape including a stepped outer shape and a cylindrical inner shape disposed along the second axis A2. Because the second shaft portion 5476 is further down toward the working end 5470 than the first shaft portion 5474 (compare FIGS. 37B-37C), the transmission 5372 The abutment between the diverter 5394 and the first shaft portion 5474 facilitates engagement of the first gear set GS1 (see FIG. 37B), whereas the abutment between the diverter 5394 and the second shaft portion The abutment between portion 5476 facilitates engagement of second gear set GS2 (see FIG. 37C).

図35~図37Cを次に参照すると、駆動アセンブリ5082の駆動導管5462は、概して5478で示す駆動孔を画定し、駆動孔5478は、駆動孔5478を通って第2の軸A2に沿ってツール5042の作業端5470を受け取るように成形される。言い換えれば、駆動孔5478は、回転駆動ツール5048の駆動キー5124または回転切断ツール5044の遠位切断端5044Dよりサイズが大きい。ここで、駆動アセンブリ5082は、概して、近位入口5480および反対の遠位出口5482を画定し、駆動導管5462は、近位入口5480と遠位出口5482との間で連係するように介在し、軸方向係止具ALが解放形態ACRにあるとき、ツール5042の作業端5470を第2の軸A2に沿って近位入口5480内へ挿入し、駆動孔5478を通って遠位出口5482から手術部位ST(図1参照)の方へ前進させることを可能にする。図37Aに最もよく示すように、この実施形態では、駆動導管5462は、駆動孔5478の遠位出口5482を画定するが、近位入口5480は、以下により詳細に説明するように、駆動アセンブリ5082の別の部分によって画定される。しかし、他の構成も企図され、いくつかの実施形態では、駆動導管5462は、別法として、近位入口5480またはさらには駆動孔4478全体を画定することが理解されよう。 Referring now to FIGS. 35-37C, the drive conduit 5462 of the drive assembly 5082 defines a drive hole, shown generally at 5478, through which the drive hole 5478 extends toward the tool along the second axis A2. Shaped to receive working end 5470 of 5042. In other words, the drive hole 5478 is larger in size than the drive key 5124 of the rotary drive tool 5048 or the distal cutting end 5044D of the rotary cutting tool 5044. wherein the drive assembly 5082 generally defines a proximal inlet 5480 and an opposing distal outlet 5482, with a drive conduit 5462 interposed in communication between the proximal inlet 5480 and the distal outlet 5482; When the axial lock AL is in the released configuration ACR, the working end 5470 of the tool 5042 is inserted into the proximal inlet 5480 along the second axis A2 and surgically inserted through the drive hole 5478 and out the distal outlet 5482. Allows advancement towards site ST (see Figure 1). As best shown in FIG. 37A, in this embodiment, drive conduit 5462 defines a distal outlet 5482 of drive bore 5478, while proximal inlet 5480 is connected to drive assembly 5082, as described in more detail below. defined by another part of. However, it will be appreciated that other configurations are contemplated, and in some embodiments, the drive conduit 5462 alternatively defines the proximal inlet 5480 or even the entire drive bore 4478.

第5の実施形態では、遠位出口5482に隣接して配置された駆動孔5478の少なくとも一部分が、第1の回転係止具RL1を画定し、第1の回転係止具RL1は、軸方向係止具ALがロック形態ACLにあるとき、インターフェース端5468と作業端5470との間のツール5042の少なくとも一部分(ここでは、導管回転保持器5464)に係合するように成形され、したがって、ツール5042の作業端5470は、駆動孔5478の遠位出口5482の遠位に配置される。ここでも、ツール5042のインターフェース端5468は、軸方向係止具ALがロック形態ACLにあるとき、駆動孔5478の近位入口5480の近位に配置される。 In a fifth embodiment, at least a portion of the drive bore 5478 disposed adjacent the distal outlet 5482 defines a first rotational stop RL1, the first rotational stop RL1 being axially When the lock AL is in the locked configuration ACL, it is shaped to engage at least a portion of the tool 5042 (here, the conduit rotation retainer 5464) between the interface end 5468 and the working end 5470, and thus the tool Working end 5470 of 5042 is disposed distal to distal outlet 5482 of drive bore 5478. Again, the interface end 5468 of the tool 5042 is positioned proximal to the proximal entrance 5480 of the drive hole 5478 when the axial lock AL is in the locked configuration ACL.

上述したように、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態では、駆動アセンブリ5082のギアトレイン5084は、回転機器5080のアクチュエータ(図35参照、アクチュエータは詳細には図示せず)と駆動導管5462との間で回転連係するように介在する伝動装置5372を備える。ここでも、伝動装置5372は、第1のギアセットGS1、第2のギアセットGS2、および変換カラー5386を備え、変換カラー5386は同様に、第1のカラー位置CP1(図37B参照)と第2のカラー位置CP2(図37C参照)との間を動くように配置される。図37Bに示す第1のカラー位置CP1で、変換カラー5386は、第1のギアセットGS1に係合して、第1の駆動比DR1で回転機器5080のアクチュエータ(図35参照、アクチュエータは詳細には図示せず)と駆動導管5462との間で回転を変換する。図37Cに示す第2のカラー位置CP2で、変換カラー5386は、第2のギアセットGS2に係合して、第2の駆動比DR2で回転機器5080のアクチュエータ(図35参照、アクチュエータは詳細には図示せず)と駆動導管5462との間で回転を変換する。 As mentioned above, in the fifth embodiment of the end effector 5040, the gear train 5084 of the drive assembly 5082 connects the actuator of the rotary device 5080 (see FIG. 35, actuator not shown in detail) and the drive conduit 5462. A transmission device 5372 is provided for rotational communication therebetween. Again, the transmission 5372 comprises a first gear set GS1, a second gear set GS2, and a conversion collar 5386, which similarly has a first collar position CP1 (see FIG. 37B) and a second and the collar position CP2 (see FIG. 37C). In the first collar position CP1 shown in FIG. 37B, the translation collar 5386 engages the first gear set GS1 to drive the actuator of the rotary device 5080 at a first drive ratio DR1 (see FIG. 35, the actuator is shown in detail). (not shown) and drive conduit 5462. In the second collar position CP2 shown in FIG. 37C, the translation collar 5386 engages the second gear set GS2 to drive the actuator of the rotary device 5080 at a second drive ratio DR2 (see FIG. 35, the actuator is shown in detail). (not shown) and drive conduit 5462.

図37A~図37Cに最もよく示すように、上述した第3の実施形態と同様に、ここでもエンドエフェクタ5040の第5の実施形態では、リング歯車5288に噛合係合するように配置されるのではなく、第1の組の遊星歯車5290A、第2の組の遊星歯車5290B、および第3の組の遊星歯車5290Cはそれぞれ、伝動装置5372の変換カラー5386の内歯5384に噛合係合するように配置される。しかし、この実施形態では、変換カラー5386の内歯5384はまた、変換カラー5386が第2のカラー位置CP2(図37C参照)にあるとき、動力入力シャフト5252のシャフト歯5388にスプライン係合で選択的に係合するように配置されるのに対して、第3の実施形態では、シャフト歯3388は、中間シャフト3256上に形成される。入力体5374内に配置されたベアリング5262によって容易になる動力入力シャフト5252の回転は、第3の太陽歯車5292Cと同時に生じる。ここでもこの実施形態では、変換カラー5386の外歯5390は同様に、変換カラー5386が第1のカラー位置CP1(図37A~図37B参照)にあるとき、リング歯車5288にスプライン係合で選択的に係合するように配置される。 As best shown in FIGS. 37A-37C, similar to the third embodiment described above, a fifth embodiment of an end effector 5040 is arranged in mating engagement with a ring gear 5288. Rather, the first set of planetary gears 5290A, the second set of planetary gears 5290B, and the third set of planetary gears 5290C are each configured to meshingly engage the internal teeth 5384 of the conversion collar 5386 of the transmission 5372. will be placed in However, in this embodiment, internal teeth 5384 of conversion collar 5386 are also selected in splined engagement with shaft teeth 5388 of power input shaft 5252 when conversion collar 5386 is in second collar position CP2 (see FIG. 37C). In the third embodiment, shaft teeth 3388 are formed on intermediate shaft 3256. Rotation of power input shaft 5252, facilitated by bearing 5262 disposed within input body 5374, occurs simultaneously with third sun gear 5292C. Again, in this embodiment, external teeth 5390 of conversion collar 5386 are selectively splined to ring gear 5288 when conversion collar 5386 is in first collar position CP1 (see FIGS. 37A-37B). arranged to engage.

この実施形態では、リング歯車5288は中間体5378上に形成され、変換カラー5386の動きは実質的に、中間体5378内で第1の軸A1に沿って生じる(図37B~図37Cを比較されたい)。この目的で、切換器ガイド5484が、変換カラー5386に当接して変換カラー5386と同時に動き、切換器ガイド5484は同様に、ブレース5396が切換器ガイド5484を通過して第1の組のピン5294Aに支持を提供することが可能になるように成形される。この実施形態では、第1の組のピン5294Aを支持するブレース5396は、エンドエフェクタ3040の第3の実施形態に関連して説明したように保持シャフト3255上ではなく、キャリアシャフト5422上に形成される。この実施形態では、中間体5378内にリンク機構付勢要素5398が配置され、リンク機構付勢要素5398は、軸方向係止具ALが解放形態ACL(図37A参照)にあるとき、またはツール5042が他の方法で駆動導管5462内に配置されていないとき、変換カラー5386に当接して、変換カラー5386を第1の軸A1に沿って第1のカラー位置CP1の方へ動かす。 In this embodiment, ring gear 5288 is formed on intermediate body 5378 and movement of translation collar 5386 occurs substantially within intermediate body 5378 along first axis A1 (compare FIGS. 37B-37C). sea bream). To this end, the diverter guide 5484 moves simultaneously against and in contact with the diverter collar 5386, and the diverter guide 5484 similarly causes the brace 5396 to pass through the diverter guide 5484 and move the diverter guide 5484 to the first set of pins 5294A. Shaped in such a way that it can provide support to the In this embodiment, the brace 5396 supporting the first set of pins 5294A is formed on the carrier shaft 5422 rather than on the retention shaft 3255 as described in connection with the third embodiment of the end effector 3040. Ru. In this embodiment, a linkage biasing element 5398 is disposed within the intermediate body 5378, and the linkage biasing element 5398 is activated when the axial lock AL is in the released configuration ACL (see FIG. 37A) or when the tool 5042 is not otherwise disposed within drive conduit 5462, abuts conversion collar 5386 to move conversion collar 5386 along first axis A1 toward first collar position CP1.

ベベルギアセット5272の入力歯車5274は、キャリアシャフト5422に結合され、キャリアシャフト5422は、駆動体5250および中間体5378に動作可能に取り付けられたキャリア支持体5486内に配置されたベアリング5262によって、回転するように支持される。キャリアシャフト5422は、キャリア孔5488を画定し、切換器ガイド5484の一部分は、キャリア孔5488内へ配置され、ピストン要素5490は、キャリア孔5488を通って第1の軸A1に沿って延びる。この実施形態では、ピストン要素5490は、切換器ガイド5484と同様に、伝動リンク機構5392の一部を形成する。ピストン要素5490は、キャリア孔5488および切換器ガイド5484内に配置されたベアリング5262によって支持され、第1のカラー位置CP1と第2のカラー位置CP2との間を切換器ガイド5484および変換カラー5386と同時に動く。 An input gear 5274 of a bevel gear set 5272 is coupled to a carrier shaft 5422 that is rotated by a bearing 5262 disposed within a carrier support 5486 that is operably attached to a driver 5250 and an intermediate body 5378. It is supported as follows. Carrier shaft 5422 defines a carrier aperture 5488, a portion of diverter guide 5484 is disposed within carrier aperture 5488, and piston element 5490 extends through carrier aperture 5488 along first axis A1. In this embodiment, piston element 5490 forms part of transmission linkage 5392, as does diverter guide 5484. The piston element 5490 is supported by a bearing 5262 disposed within the carrier hole 5488 and the diverter guide 5484 and is moved between the first collar position CP1 and the second collar position CP2 with the diverter guide 5484 and the converter collar 5386. move at the same time.

図37A~図38Bを次に参照すると、切換器5394の第2の軸A2に沿った対応する動きに応答して、ピストン要素5490および切換器ガイド5484を第1の軸A1に沿って同時に動かすことを容易にするために、伝動リンク機構5392はまた、ピストンピン5494によってピストン要素5490に旋回式に結合されたピストンリンク部材5492を備える。ピストンリンク部材5492は、概して、駆動体5250内に配置され、切換器5394の周りに「ウィッシュボーン」配置で延びる。ピストンリンク部材5492は、リンクピン5498によってそれぞれのカムリンク部材5496に旋回式に接続され、カムリンク部材5496は、カムピン5502によって旋回取付具5500に旋回式に結合される。旋回取付具5500は、ファスナによって駆動体5250に結合されており、カムピン5502が概してリンクピン5498より出力歯車5276の近くに配置されるように成形される。各カムリンク部材5496は、それぞれのカムリンク面5504(図38A~図38B参照)を画定し、カムリンク面5504は、ベアリングシート5508によって画定された対応するベアリングシート面5506に係合するように配置され、ベアリングシート面5506に沿って摺動する。ここで、ベアリングシート5508は、第2の軸A2の周りでベアリング5262を支持し、ベアリング5262は、切換器5394を支持する。 37A-38B, in response to a corresponding movement of the diverter 5394 along the second axis A2, the piston element 5490 and the diverter guide 5484 are moved simultaneously along the first axis A1. To facilitate this, the transmission linkage 5392 also includes a piston link member 5492 pivotally coupled to the piston element 5490 by a piston pin 5494. Piston link member 5492 is generally disposed within driver 5250 and extends around diverter 5394 in a "wishbone" arrangement. Piston link members 5492 are pivotally connected to respective cam link members 5496 by link pins 5498, and cam link members 5496 are pivotally coupled to pivot fixture 5500 by cam pins 5502. The pivot fixture 5500 is coupled to the driver 5250 by fasteners and is shaped such that the cam pin 5502 is generally located closer to the output gear 5276 than the link pin 5498. Each cam link member 5496 defines a respective cam link surface 5504 (see FIGS. 38A-38B), where the cam link surface 5504 is adapted to engage a corresponding bearing seat surface 5506 defined by a bearing seat 5508. and slides along bearing seat surface 5506. Here, bearing seat 5508 supports bearing 5262 about second axis A2, and bearing 5262 supports switch 5394.

上述したように、第5の実施形態では、切換器5394は、階段状の外側形状および略円筒形の内側形状を有する。より具体的には、切換器5394は、近位切換器端5512と遠位切換器端5514との間に延びる切換器孔5510を備え、近位切換器端5512から切換器段差部5518へ延びる第1の外側部分5516と、切換器段差部5518から遠位切換器端5514へ延びる第2の外側部分5520とを有する。ここで、第2の外側部分5520は、ベアリングシート5508上に配置されたベアリング5262を通って延び、切換器段差部5518は、ベアリング5262に当接するように配置される。 As mentioned above, in the fifth embodiment, the switch 5394 has a stepped outer shape and a generally cylindrical inner shape. More specifically, the diverter 5394 includes a diverter aperture 5510 extending between a proximal diverter end 5512 and a distal diverter end 5514 and extending from the proximal diverter end 5512 to a diverter step 5518. It has a first outer portion 5516 and a second outer portion 5520 extending from the diverter step 5518 to the distal diverter end 5514. Here, the second outer portion 5520 extends through a bearing 5262 disposed on the bearing seat 5508 and the diverter step 5518 is disposed to abut the bearing 5262.

切換器5394の第2の外側部分5520は、略円筒形の形状を有し、第1の回転係止具RL1の上に配置された駆動孔5478の第2の円筒形領域5522内に受け取られるように成形される。上述したように、この実施形態では、駆動孔5478および第1の回転係止具RL1はどちらも、出力歯車5276によって画定される。出力歯車5276は、駆動体5250に動作可能に取り付けられた下部カバー5524内に配置されたベアリング5262によって回転可能に支持される。変換カラー5386がカラー位置CP1、CP2のいずれにあるときも(図38A~図38C参照)、切換器5394の第2の外側部分5520の少なくとも一部分は、出力歯車5276によって画定された円筒形領域5522内に配置されたままである。図示の実施形態では、切換器5394は、出力歯車5276と同時に回転するように特に配置されていないが、切換器孔5510は、「トップローディング」式で第2の軸A2に沿ってツール5042の一部分を受け取るように同様に成形されることから、事実上駆動孔5478の延長であると見なすことができることが理解されよう。ここでも、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態では、切換器5394は、事実上駆動導管5462の延長であると見なすことができることが理解されよう。 The second outer portion 5520 of the diverter 5394 has a generally cylindrical shape and is received within the second cylindrical region 5522 of the drive hole 5478 disposed above the first rotational stop RL1. It is formed like this. As mentioned above, in this embodiment, drive hole 5478 and first rotational stop RL1 are both defined by output gear 5276. Output gear 5276 is rotatably supported by a bearing 5262 disposed within bottom cover 5524 that is operably attached to driver 5250. When conversion collar 5386 is in either collar position CP1 or CP2 (see FIGS. 38A-38C), at least a portion of second outer portion 5520 of diverter 5394 is in cylindrical area 5522 defined by output gear 5276. It remains located inside. In the illustrated embodiment, the diverter 5394 is not specifically positioned to rotate simultaneously with the output gear 5276, but the diverter hole 5510 allows the tool 5042 to rotate along the second axis A2 in a "top loading" fashion. It will be appreciated that it can be effectively considered an extension of drive hole 5478 since it is similarly shaped to receive a portion. Again, it will be appreciated that in the fifth embodiment of end effector 5040, diverter 5394 can be effectively considered an extension of drive conduit 5462.

切換器5394の第1の外側部分5516はまた、略円筒形の形状を有し、保持シャフト5255の第1の円筒形領域5526内に受け取られるように成形され、この実施形態では、保持シャフト5255は、駆動体5250内に配置されたベアリング5262によって回転可能に支持されており、ツール5042のツール体5466内に形成された導管軸方向保持器5472に係合するように、軸方向係止具ALの一部として働く。ここでこの実施形態では、保持シャフト5255の第1の円筒形領域5526は、駆動アセンブリ5082の近位入口5480を画定し、切換器孔5510と同様に、「トップローディング」式で第2の軸A2に沿ってツール5042の一部分を受け取るように同様に成形されることから、事実上駆動孔5478の延長であると見なすことができる。ここでも、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態では、保持シャフト5255は、事実上駆動導管5462の延長であると見なすことができることが理解されよう。 The first outer portion 5516 of the diverter 5394 also has a generally cylindrical shape and is shaped to be received within a first cylindrical region 5526 of the retaining shaft 5255, in this embodiment the retaining shaft 5255 is rotatably supported by a bearing 5262 disposed within driver body 5250 and is adapted to engage a conduit axial retainer 5472 formed within tool body 5466 of tool 5042. Works as part of AL. Here, in this embodiment, the first cylindrical region 5526 of the retaining shaft 5255 defines the proximal inlet 5480 of the drive assembly 5082 and, similar to the diverter bore 5510, connects the second axis in a "top-loading" manner. Since it is similarly shaped to receive a portion of tool 5042 along A2, it can effectively be considered an extension of drive hole 5478. Again, it will be appreciated that in the fifth embodiment of the end effector 5040, the retaining shaft 5255 can be effectively considered an extension of the drive conduit 5462.

図37A~図37Cに示すように、この実施形態では、保持シャフト5255内で近位入口5480に隣接してコネクタ要素ポケット5310が形成され、軸方向コネクタ要素5306をコネクタ要素ポケット5310内に収容するように成形される。軸方向コネクタ要素5306は、実質的に球形の構成を備え、フランジ部材5302が第2の軸A2に沿って動いたことに応答して、第2の軸A2に対して径方向に動く(図37A~図37Cを比較されたい)。ここでこの実施形態では、軸方向傾斜面5312が、フランジ部材5302とは別個の構成要素として形成された傾斜部材5528によって画定され、傾斜部材5528は、ベアリング5262によってフランジ部材5302に対して回転するように支持される。傾斜部材5528は、フランジ部材5302と同時に動き、したがって、軸方向傾斜面5312が保持シャフト5255に対して動くと、軸方向コネクタ要素5306は第2の軸A2に対して径方向に動く。エンドエフェクタ5040の第5の実施形態では、フランジ部材5302、傾斜部材5528、保持シャフト5255、および軸方向コネクタ要素5306は、軸方向係止具ALを画定するように協働し、それによって軸方向コネクタ要素5306は、ロック形態ACL(図37B~図37C参照)にあるとき、ツール5042の導管軸方向保持器5472に係合し、解放形態ACR(図37A参照、ツール5042は図示せず)にあるとき、第2の軸A2から離れて導管軸方向保持器5472から係合解除される。 As shown in FIGS. 37A-37C, in this embodiment, a connector element pocket 5310 is formed within the retention shaft 5255 adjacent the proximal entrance 5480 to accommodate the axial connector element 5306 within the connector element pocket 5310. It is formed like this. Axial connector element 5306 has a substantially spherical configuration and moves radially relative to second axis A2 in response to movement of flange member 5302 along second axis A2 (see FIG. 37A-37C). Here, in this embodiment, the axially ramped surface 5312 is defined by a ramped member 5528 that is formed as a separate component from the flange member 5302 and that ramped member 5528 rotates relative to the flange member 5302 by a bearing 5262. It is supported as follows. The ramp member 5528 moves simultaneously with the flange member 5302, so as the axial ramp surface 5312 moves relative to the retention shaft 5255, the axial connector element 5306 moves radially relative to the second axis A2. In a fifth embodiment of end effector 5040, flange member 5302, ramp member 5528, retention shaft 5255, and axial connector element 5306 cooperate to define an axial stop AL, thereby Connector element 5306 engages conduit axial retainer 5472 of tool 5042 when in locked configuration ACL (see FIGS. 37B-37C) and in released configuration ACR (see FIG. 37A, tool 5042 not shown). At some point, it is disengaged from the conduit axial retainer 5472 away from the second axis A2.

図36~図38Bを次に参照すると、上述したように、導管回転保持器5464および導管軸方向保持器5472は、ツール5042(ここでは、回転切断ツール5044および回転駆動ツール5048)の両方に対して同じように、駆動アセンブリ5082の軸方向係止具ALと第1の回転係止具RL1との間の相対的な間隔に対応して、ツール体5466に沿って互いに対して隔置される。しかし、回転駆動ツール5048の第1のシャフト部分5474および回転切断ツール5044の第2のシャフト部分5476は、それぞれのツール5042のツール体5466に沿って、導管回転保持器5464と導管軸方向保持器5472との間を異なる形で延びるため、近位切換器端5512との係合により、切換器5394は、いずれのツール5042が軸方向係止具ALに固定されているかに応じて(図37A~図37Cを比較されたい)、第2の軸A2に沿って異なる位置へ動く。図示の実施形態では、第2のシャフト部分5476は、第1のシャフト部分5474より導管回転保持器5464の近くに配置されているため(図36参照)、切換器5394は、回転駆動ツール5048が軸方向係止具ALに固定されたときより、回転切断ツール5044が軸方向係止具ALに固定されたときに、第1の回転係止具RL1の近くへ動く(図37Cを図37Bと比較されたい)。 36-38B, as discussed above, conduit rotating retainer 5464 and conduit axial retainer 5472 are connected to both tools 5042 (here, rotary cutting tool 5044 and rotary drive tool 5048). are similarly spaced apart from each other along tool body 5466 corresponding to the relative spacing between axial stop AL and first rotational stop RL1 of drive assembly 5082. . However, the first shaft portion 5474 of the rotary drive tool 5048 and the second shaft portion 5476 of the rotary cutting tool 5044 are connected to the conduit rotation retainer 5464 and the conduit axial retainer along the tool body 5466 of the respective tools 5042. 5472 so that engagement with the proximal diverter end 5512 causes the diverter 5394 to extend differently depending on which tool 5042 is secured to the axial stop AL (FIG. 37A -compare FIG. 37C) to different positions along the second axis A2. In the illustrated embodiment, the second shaft portion 5476 is located closer to the conduit rotating retainer 5464 than the first shaft portion 5474 (see FIG. 36), so that the diverter 5394 When the rotary cutting tool 5044 is secured to the axial stop AL, it moves closer to the first rotary stop RL1 than when it was secured to the axial stop AL (see FIG. 37C and FIG. 37B). (I would like to be compared).

切換器5394が第2の軸A2に沿って動く結果、それに対応して変換カラー5386が伝動リンク機構5392を介して第1の軸A1に沿って動くため、第5の実施形態では、伝動装置5372は同様に、使用者が伝動装置5372を「手動でシフト」することを必要とすることなく、ツール5042の構成に基づいて、ギアセットGS1、GS2間を「自動的にシフト」することが理解されよう。逆に、切換器5394が第2の軸A2に沿って動くことで、ベアリングシート5508も動き、それによりカムリンク部材5496は、カムリンク面5504がベアリングシート面5506を摺動すると、旋回取付具5500に固定されたカムピン5502の周りを旋回する(図38A~図38Bを比較されたい)。カムリンク部材5496のこの動きにより、ピストンリンク部材5492は、カムリンク部材5496に結合されたリンクピン5498の周りを旋回し、それによりピストン要素5490は、ピストンピン5494によって与えられる接続を介して、キャリアシャフト5422のキャリア孔5488内を動く。その結果、ピストン要素5490は、第1のカラー位置CP1と第2のカラー位置CP2との間を切換器ガイド5484および変換カラー5386と同時に動く(図38B~図38Cを比較されたい)。 In the fifth embodiment, the transmission device 5372 can also "automatically shift" between gear sets GS1, GS2 based on the configuration of tool 5042 without requiring the user to "manually shift" transmission 5372. be understood. Conversely, movement of the diverter 5394 along the second axis A2 causes the bearing seat 5508 to also move, thereby causing the cam link member 5496 to rotate as the cam link surface 5504 slides over the bearing seat surface 5506. 5500 (compare FIGS. 38A-38B). This movement of cam link member 5496 causes piston link member 5492 to pivot about link pin 5498 coupled to cam link member 5496, thereby causing piston element 5490 to rotate through the connection provided by piston pin 5494. Moves within carrier hole 5488 of carrier shaft 5422. As a result, piston element 5490 moves simultaneously with diverter guide 5484 and conversion collar 5386 between first collar position CP1 and second collar position CP2 (compare FIGS. 38B-38C).

上述したように、駆動アセンブリ5082の駆動導管5462は、異なるタイプのツール5042を「トップローディング」式に解放可能に固定するように構成される。この構成により、とりわけロボットアーム36を介してベース34および/または手術部位STに対して利用可能な関節動作量(図1参照)に基づいて、特定のタイプの手術処置および/または特定のタイプのツール5042に対して著しい利点が得られる。より具体的には、「トップローディング」は、1つのツールの取り外しおよび/もしくは別のツールの次の取付けのために手術部位STに対して十分な隙間を提供するように、エンドエフェクタを実質的に動かすこともしくは他の方法でエンドエフェクタの位置を変えることが望ましくないもしくは実際的でないシナリオで、または外科医によって利用される手法の結果、1つのタイプのツールにとって十分であるが、異なるタイプのツールにとっては望ましくないもしくは実行可能でない形で、ロボットアーム36がベース34に対して関節動作されるシナリオで、利用することができることが有利である。言い換えれば、特定のタイプのツールは、「トップローディング」式の取付けを容易にするために、「ボトムローディング」式ほどロボットアーム36を全体的に動かす必要がないことが企図され、「トップローディング」式は、「ボトムローディング」式で普通なら利用することができるものより、ベース34および手術部位STに対するロボットアーム36の関節動作範囲を利用する改善された機会を提供することができることが企図される。 As discussed above, the drive conduit 5462 of the drive assembly 5082 is configured to releasably secure different types of tools 5042 in a "top loading" manner. This configuration allows a particular type of surgical procedure and/or a particular type of joint movement to be performed based on the amount of joint motion available to the base 34 and/or the surgical site ST via the robotic arm 36 (see FIG. 1), among other things. Significant advantages over tool 5042 are obtained. More specifically, "top loading" refers to substantially loading the end effector so as to provide sufficient clearance relative to the surgical site ST for removal of one tool and/or subsequent installation of another tool. In scenarios where it is undesirable or impractical to move or otherwise change the position of the end effector, or as a result of the technique utilized by the surgeon, it may be sufficient for one type of tool, but not for a different type of tool. Advantageously, it can be utilized in scenarios where the robotic arm 36 is articulated relative to the base 34 in a manner that is undesirable or impractical for the robot. In other words, it is contemplated that certain types of tools will not require as much overall movement of the robot arm 36 as in a "bottom-loading" style to facilitate a "top-loading" style of installation; It is contemplated that the equation may provide an improved opportunity to utilize the range of articulation of the robotic arm 36 relative to the base 34 and the surgical site ST than would normally be available in a "bottom-loading" equation. .

上記の例は、限定ではなく例示であり、第1、第2、第3、および第4の実施形態に関連して説明した「ボトムローディング」式を、手術処置中に順次利用される異なるツールとともに利用することもでき、特定の状況では、「トップローディング」式より好ましいこともあることが理解されよう。同様に、「ボトムローディング」式にツールを固定するように構成されたエンドエフェクタと、「トップローディング」式にツールを固定するように構成されたエンドエフェクタとの両方に対する特定のシナリオで、ツール間の変化を容易にするための軌道Tに沿ったエンドエフェクタの動きを行うことができ、またはさらには望ましいこともあることが理解されよう。それにもかかわらず、1つのツール5042を完全に取り外し、別のツール5042を「ボトムローディング」式に取り付けるのに十分な隙間を提供するためには、軌道Tに沿って望ましくない量の動きが普通なら必要とされるほどに、順次利用される異なるツール5042の長さが異なる場合、エンドエフェクタ5040の第5の実施形態によって与えられる「トップローディング」式は特に有利である。 The above examples are illustrative and not limiting, and the "bottom-loading" equation described in connection with the first, second, third, and fourth embodiments may be applied to different tools sequentially utilized during a surgical procedure. It will be appreciated that they can also be used together and, in certain circumstances, may be preferable to a "top-loading" style. Similarly, in certain scenarios for both end effectors configured to secure the tool in a "bottom-loading" fashion and end effectors configured to secure the tool in a "top-loading" fashion, It will be appreciated that movement of the end effector along the trajectory T to facilitate changes in can be made, or may even be desirable. Nevertheless, an undesirable amount of movement along the trajectory T is typically required to provide sufficient clearance to completely remove one tool 5042 and install another tool 5042 in a "bottom-loading" manner. The "top-loading" style provided by the fifth embodiment of the end effector 5040 is particularly advantageous if the lengths of the different tools 5042 utilized sequentially are different, as is required.

上述したように、手術用システム30のエンドエフェクタの第6の実施形態が、図39A~図44Bに示されている。以下の説明では、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の構造および構成要素と同じまたは他の方法で対応している第6の実施形態の構造および構成要素は、同じ参照番号を6000増大させた番号を有する。エンドエフェクタ6040の第6の実施形態の構成要素および特徴の多くは、上述したエンドエフェクタ40の第1の実施形態のものに実質的に類似しているため、明瞭性、一貫性、および簡潔性の目的で、エンドエフェクタ6040の第6の実施形態とエンドエフェクタ40の第1の実施形態との特定の具体的な違いについてのみを以下に説明し、これらの実施形態間で共通の構成要素および特徴のいくつかのみを本明細書に論じ、図面に示す。 As mentioned above, a sixth embodiment of the end effector of surgical system 30 is shown in FIGS. 39A-44B. In the following description, structures and components of the sixth embodiment that are the same or otherwise correspond to structures and components of the first embodiment of end effector 40 have the same reference numerals incremented by 6000. Has a number. Many of the components and features of the sixth embodiment of end effector 6040 are substantially similar to those of the first embodiment of end effector 40 described above, thereby providing clarity, consistency, and conciseness. For purposes of this, only certain specific differences between the sixth embodiment of end effector 6040 and the first embodiment of end effector 40 are discussed below, and common components and components between these embodiments are discussed below. Only some of the features are discussed herein and illustrated in the drawings.

したがって、それだけに限定されるものではないが、以下に別途指示がない限り、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の説明を、エンドエフェクタ6040の第6の実施形態に対して参照により組み込むことができる。同様に、前述の実施形態の対応する構成要素および特徴に類似しているエンドエフェクタ6040の第6の実施形態の特定の構成要素および特徴は、すべての介在する実施形態に対して、同じ参照番号を1000にさらに1000を足した値だけ増大させた番号を有するものとして図面に参照し、または他の方法で示すことができる(例えば、第6の実施形態の場合、第5の実施形態に関連して説明した構成要素は、1000増大するはずであり、第4の実施形態に関連して説明した構成要素は、2000増大するはずであり、第3の実施形態に関連して説明した構成要素は、3000増大するはずであり、第2の実施形態に関連して説明した構成要素は、4000増大するはずである)。 Accordingly, and without limitation, unless otherwise indicated below, the description of the first embodiment of end effector 40 may be incorporated by reference into the sixth embodiment of end effector 6040. . Similarly, certain components and features of the sixth embodiment of end effector 6040 that are similar to corresponding components and features of previous embodiments have the same reference numerals for all intervening embodiments. may be referred to in the drawings or otherwise shown as having numbers incremented by 1000 plus 1000 (e.g., in the case of the sixth embodiment, the The components described in connection with the fourth embodiment should increase by 2000, the components described in connection with the third embodiment should increase by 2000, and the components described in connection with the third embodiment should increase by 2000. should increase by 3000 and the components described in connection with the second embodiment should increase by 4000).

図39A~図44Bを次に参照すると、取付具6078、回転機器6080およびそのアクチュエータ6166(概略的に示す)、ならびに駆動アセンブリ6082を備えるエンドエフェクタ6040の第6の実施形態が、概略的に示されている。上述した第1の実施形態と比較すると、エンドエフェクタ6040の第6の実施形態は、概して、異なる構成の操作具アセンブリ6088および駆動アセンブリ6082を用いており、第5の実施形態に類似した方法で、駆動導管6462を介してツール6042を「トップローディング」式に固定するように構成される。これらの構成要素のそれぞれについて、以下により詳細に説明する。 39A-44B, a sixth embodiment of an end effector 6040 comprising a fixture 6078, a rotary instrument 6080 and its actuator 6166 (schematically shown), and a drive assembly 6082 is shown schematically. has been done. Compared to the first embodiment described above, a sixth embodiment of an end effector 6040 generally employs a different configuration of a handle assembly 6088 and a drive assembly 6082, and in a manner similar to the fifth embodiment. , is configured to secure the tool 6042 in a “top loading” manner via the drive conduit 6462. Each of these components will be described in more detail below.

図39A~図40に最もよく示すように、第6の実施形態では、駆動アセンブリ6082は同様に、結合器6230を介して回転機器6080に解放可能に取り付けられるように構成され、したがって、駆動アセンブリ6082を第1の軸A1の周りに異なる方法で位置決めすることによって、第1の軸A1に対して第2の軸A2を動かすことができる。第6の実施形態では、操作具アセンブリ6088は、上述した操作具アセンブリ3088の第3の実施形態に構造上類似しているグリップ6090および入力操作具6092を用いる。ここでも、操作具アセンブリ6088のフレーム6134は、第1のフレーム本体6362および第2のフレーム本体6364を備える。第1のフレーム本体6362は同様に、第1の操作具アセンブリ位置P1(図39A~図39B参照)および第2の操作具アセンブリ位置P2(図39C参照)を含む複数の操作具アセンブリ位置間を同時に動くように、保持器6136に結合される。さらに、第2のフレーム本体6364は同様に、第1のグリップ位置G1(図39A参照)および第2のグリップ位置G2(図39B~図39C参照)を含む複数のグリップ位置間を第1のフレーム本体6362に対して動くように、グリップ6090および入力操作具6092を支持する。しかし、この実施形態では、第2のフレーム本体6364は、第3の実施形態に関連して説明および図示した並進運動とは対照的に、第1のグリップ位置G1と第2のグリップ位置G2との間を第1のフレーム本体6362に対して旋回するように配置される。 As best shown in FIGS. 39A-40, in the sixth embodiment, drive assembly 6082 is similarly configured to be releasably attached to rotating equipment 6080 via coupler 6230, and thus the drive assembly By positioning 6082 differently about the first axis A1, the second axis A2 can be moved relative to the first axis A1. In a sixth embodiment, manipulator assembly 6088 uses a grip 6090 and input manipulator 6092 that are structurally similar to the third embodiment of manipulator assembly 3088 described above. Again, the frame 6134 of the manipulator assembly 6088 includes a first frame body 6362 and a second frame body 6364. The first frame body 6362 similarly connects between a plurality of manipulator assembly positions, including a first manipulator assembly position P1 (see FIGS. 39A-39B) and a second manipulator assembly position P2 (see FIG. 39C). They are coupled to retainer 6136 for simultaneous movement. Furthermore, the second frame body 6364 similarly moves the first frame between a plurality of grip positions including a first grip position G1 (see FIG. 39A) and a second grip position G2 (see FIGS. 39B-39C). A grip 6090 and an input manipulator 6092 are supported for movement relative to the main body 6362. However, in this embodiment, the second frame body 6364 moves between the first grip position G1 and the second grip position G2, as opposed to the translational movement described and illustrated in connection with the third embodiment. The first frame body 6362 is arranged to pivot between the first frame body 6362 and the first frame body 6362.

図39Aに示す第1のグリップ位置G1にあるとき、第2のフレーム本体6364の少なくとも一部分は、手動インターフェース6094へのアクセスを制限し、この実施形態では、手動インターフェース6094は、上述した第5の実施形態のように、「トップローディング」式に駆動導管6462に固定されたツール6042のビットインターフェース6128によって実現される。さらに、以下により詳細に説明するように、第1のグリップ位置G1にあるとき、入力操作具6092は同様に、使用者によって係合されると、回転機器6080を駆動して、駆動導管6462に固定されているツール6042を第2の軸A2の周りで回転させるように配置される。しかし、図39Bに示す第2のグリップ位置G2にあるとき、第2のフレーム本体6364は、使用者から印加された力を受け取ってツール6042を第2の軸A2の周りで回転させることを容易にするように、手動インターフェース6094に対して隔置関係で配置される。第2のフレーム本体6364はまた、複数のグリップ位置G1、G2間の動きに依存することなく、複数の操作具アセンブリ位置P1、P2間を第1のフレーム本体6362と同時に動くように配置される(図39A~図39Cを比較されたい)。 When in the first grip position G1 shown in FIG. 39A, at least a portion of the second frame body 6364 restricts access to the manual interface 6094, in this embodiment manual As in the embodiment, this is accomplished by the bit interface 6128 of the tool 6042 being secured to the drive conduit 6462 in a "top loading" manner. Further, as described in more detail below, when in first grip position G1, input manipulator 6092 similarly drives rotary instrument 6080 into drive conduit 6462 when engaged by a user. The fixed tool 6042 is arranged to rotate around the second axis A2. However, when in the second grip position G2 shown in FIG. 39B, the second frame body 6364 facilitates receiving applied force from the user to rotate the tool 6042 about the second axis A2. The manual interface 6094 is spaced apart from the manual interface 6094 so that the The second frame body 6364 is also arranged to move simultaneously with the first frame body 6362 between the plurality of manipulator assembly positions P1, P2 without depending on the movement between the plurality of grip positions G1, G2. (Compare Figures 39A-39C).

エンドエフェクタ6040の第6の実施形態では、第2のフレーム本体6364は、第1のグリップ位置G1(図39A参照)と第2のグリップ位置G2(図39B参照)との間を旋回するように配置され、この旋回運動は、第1の軸A1および第2の軸A2の両方に実質的に直交して配置された旋回軸VAに沿って生じる。この目的で、図41に最もよく示すように、旋回ピン6530が、第1のフレーム本体6362および第2のフレーム本体6364をともに旋回式に結合し、第1のフレーム本体6362に動作可能に取り付けられたテンショナ6532が、第1のフレーム本体6362に対する第2のフレーム本体6364の動きを制限するように、第2のフレーム本体6364内に形成されたテンショナスロット6534内へ延びる。ここで、テンショナスロット6534は、第1のグリップ位置G1および第2のグリップ位置G2を事実上画定する弧状の形状を有しており、旋回軸VAの周りの回転に対して調整可能な量の抵抗を提供するために、または他の方法で、第1のグリップ位置G1および第2のグリップ位置G2で、もしくは第1のグリップ位置G1と第2のグリップ位置G2との間で、第1のフレーム本体6362に対して第2のフレーム本体6364を「ロック」するために利用することもできる。 In the sixth embodiment of the end effector 6040, the second frame body 6364 is configured to pivot between a first grip position G1 (see FIG. 39A) and a second grip position G2 (see FIG. 39B). arranged, the pivoting movement taking place along a pivot axis VA arranged substantially perpendicular to both the first axis A1 and the second axis A2. To this end, as best shown in FIG. 41, a pivot pin 6530 pivotally couples the first frame body 6362 and the second frame body 6364 together and is operably attached to the first frame body 6362. A tensioner 6532 extends into a tensioner slot 6534 formed in the second frame body 6364 to limit movement of the second frame body 6364 relative to the first frame body 6362. Here, the tensioner slot 6534 has an arcuate shape that effectively defines a first grip position G1 and a second grip position G2, and has an adjustable amount of rotation about the pivot axis VA. the first grip position G1 and the second grip position G2, or between the first grip position G1 and the second grip position G2, to provide resistance or otherwise. It can also be utilized to "lock" the second frame body 6364 to the frame body 6362.

図41に示すように、第6の実施形態では、操作具アセンブリ6088のリンク機構6178は、概して6536で示すケーブル配置を用いて、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間の入力操作具6092の対応する動きに応答して、ピストン6182が動くことを容易にする(第1の入力位置I1を図41に示す)。この目的で、ケーブル配置6536は、第1のフレーム本体6362および第2のフレーム本体6364にそれぞれ結合された1対のテンショナアセンブリ6540間に延びる可撓導管6538を備える。ワイヤ6542(図41に概略的に示す)が、入力操作具6092およびピストン6182に結合され、テンショナアセンブリ6540および可撓導管6538を通って延び、したがって、入力操作具6092が動く結果、それに対応してピストン6182も動き、ピストン6182は、回転機器6080のフォークガイド6188に係合してフォークガイド6188を動かす(図40参照)。この構成により、第2のフレーム本体6364が第1のフレーム本体6362に対して旋回することを容易にしながら、第1のグリップ位置G1(図39A参照)、第2のグリップ位置G2(図39B参照)、または第1のグリップ位置G1と第2のグリップ位置G2との間の任意の他のグリップ位置のいずれにおいても、入力操作具6092を第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間で動かすことができることが確実になる。 As shown in FIG. 41, in a sixth embodiment, a linkage 6178 of a manipulator assembly 6088 is connected between a first input location I1 and a second input location I2 using a cable arrangement shown generally at 6536. (first input position I1 shown in FIG. 41) in response to corresponding movement of input manipulator 6092 of FIG. To this end, cable arrangement 6536 includes a flexible conduit 6538 extending between a pair of tensioner assemblies 6540 coupled to first frame body 6362 and second frame body 6364, respectively. A wire 6542 (schematically shown in FIG. 41) is coupled to input manipulator 6092 and piston 6182 and extends through tensioner assembly 6540 and flexible conduit 6538, thus providing a corresponding response as a result of movement of input manipulator 6092. The piston 6182 also moves, and the piston 6182 engages the fork guide 6188 of the rotary device 6080 to move the fork guide 6188 (see FIG. 40). This configuration facilitates pivoting of the second frame body 6364 relative to the first frame body 6362 while allowing the second frame body 6364 to move from the first grip position G1 (see FIG. 39A) to the second grip position G2 (see FIG. 39B). ), or any other grip position between the first grip position G1 and the second grip position G2, the input operating tool 6092 can be moved between the first input position I1 and the second input position I2. Be sure to be able to move between.

図40および図42Bを次に参照すると、エンドエフェクタ6040の第6の実施形態に関連して合計3つの異なる例示的なタイプのツール6042が示されており、ツール6042はそれぞれ、上述したエンドエフェクタ5040の第5の実施形態のように、第2の軸A2に沿って駆動アセンブリ6082の駆動導管6462内へ「トップローディング」するように構成される。より具体的には、図40は、解剖ツール6544と、固定具6050を駆動する際に使用するための回転駆動ツール6048の一種とを示し、図42Bは、位置合わせツール6546を概略的に示す。以下により詳細に説明するように、回転駆動ツール6048は、前述の実施形態と比較した構造上の違いを有するが、それにもかかわらず、駆動導管6462を通って延び、回転機器6080を介して第2の軸A2の周りで駆動されるように、駆動アセンブリ6082の第1の回転係止具RL1および軸方向係止具ALに「トップローディング」式に解放可能に取り付けられるように構成される。図示の実施形態では、解剖ツール6544および位置合わせツール6546は、やはり第2の軸A2に沿って駆動導管6462内に受け取られるように構成される一方で、第1の回転係止具RL1または軸方向係止具ALに取り付けられるように構成されていない。ここで、解剖ツール6544および位置合わせツール6546は、第2の軸A2に沿って駆動導管6462内へ挿入することができ、手術用ロボット32(図1参照)によって手術部位STに対して位置決めすることができることから、「受動」ツール6042として実現されるが、回転駆動ツール6048のような「能動」ツール6042として回転機器6080によって駆動されるものではない。上記で紹介したもの以外の他のタイプの「能動」および/または「受動」ツール6042も、本開示によって企図される。 40 and 42B, a total of three different exemplary types of tools 6042 are shown in connection with the sixth embodiment of an end effector 6040, each of which includes the end effector described above. As in the fifth embodiment of 5040, it is configured to "top load" into drive conduit 6462 of drive assembly 6082 along second axis A2. More specifically, FIG. 40 shows a dissection tool 6544 and one type of rotary drive tool 6048 for use in driving a fixture 6050, and FIG. 42B schematically shows an alignment tool 6546. . As described in more detail below, the rotary drive tool 6048 has structural differences compared to the previously described embodiments, but nevertheless extends through the drive conduit 6462 and through the rotary instrument 6080. The drive assembly 6082 is configured to be releasably attached to the first rotational stop RL1 and the axial stop AL of the drive assembly 6082 in a "top-loading" manner so as to be driven about the axis A2 of the drive assembly 6082 about the axis A2 of the drive assembly 6082. In the illustrated embodiment, dissection tool 6544 and alignment tool 6546 are configured to be received within drive conduit 6462 also along second axis A2, while first rotational stop RL1 or axis It is not configured to be attached to the directional lock AL. Here, dissection tool 6544 and alignment tool 6546 can be inserted into drive conduit 6462 along second axis A2 and positioned relative to surgical site ST by surgical robot 32 (see FIG. 1). Because it can be implemented as a "passive" tool 6042, it is not driven by rotary equipment 6080 as an "active" tool 6042, such as a rotary drive tool 6048. Other types of "active" and/or "passive" tools 6042 other than those introduced above are also contemplated by this disclosure.

第6の実施形態に関連して示す代表的な例では、解剖ツール6544および位置合わせツール6546などの「受動」ツール6042は、駆動導管6462に依存することなく、第2の軸A2の周りで自由に回転することが可能であり、第2の軸A2に沿って駆動導管6462から離れる方へ並進することができる。言い換えれば、この実施形態では、「受動」ツール6042は、第1の回転係止具RL1または軸方向係止具ALに係合しないが、それにもかかわらず、第2の軸A2に沿って駆動導管6462内へ挿入することができ、使用者が軸方向係止具ALに相互作用することを必要とすることなく、駆動導管6462から取り外すことができる。「受動」ツール6042とは対照的に、「能動」ツール6042は、第1の回転係止具RL1および軸方向係止具ALの両方に係合し、第2の軸A2の周りで駆動導管6462と同時に回転し、駆動導管6462からの取り外しを容易にするために使用者が軸方向係止具ALと相互作用することを必要とする。 In the representative example shown in connection with the sixth embodiment, "passive" tools 6042, such as dissecting tool 6544 and alignment tool 6546, move about second axis A2 without relying on drive conduit 6462. It is free to rotate and translate away from the drive conduit 6462 along the second axis A2. In other words, in this embodiment, the "passive" tool 6042 does not engage the first rotational stop RL1 or the axial stop AL, but is nevertheless driven along the second axis A2. It can be inserted into conduit 6462 and removed from drive conduit 6462 without requiring user interaction with axial lock AL. In contrast to the "passive" tool 6042, the "active" tool 6042 engages both the first rotational stop RL1 and the axial stop AL and drives the drive conduit around the second axis A2. 6462 and requires user interaction with axial lock AL to facilitate removal from drive conduit 6462.

第6の実施形態に関連して示す「受動」ツール6042は、第1の回転係止具RL1または軸方向係止具ALに係合することなく、第2の軸A2に沿って駆動導管6462内に受け取られるように構成されているが、特定のタイプの「受動」ツール6042は、第1の回転係止具RL1には係合しないが軸方向係止具ALに係合するように構成することもでき、したがって、第2の軸A2の周りで自由な回転が可能になるが、第2の軸A2に沿った並進は抑制されるはずであることが企図される。 The "passive" tool 6042 shown in connection with the sixth embodiment is a tool that moves the drive conduit 6462 along the second axis A2 without engaging the first rotational stop RL1 or the axial stop AL. However, certain types of "passive" tools 6042 are configured to not engage the first rotational stop RL1 but to engage the axial stop AL. It is contemplated that it may also be possible to do so, thus allowing free rotation about the second axis A2, but that translation along the second axis A2 should be restrained.

図40および図43Bに最もよく示すように、解剖ツール6544は概して、解剖シャフト6548および解剖カニューレ6550を備える。解剖シャフト6548は、インターフェース端6468に配置されたノブ6552と、作業端6470に配置された先端6554との間に、解剖カニューレ6550を通って延びるように成形される。解剖カニューレ6550は、停止要素6558から歯付端6560へ延びるガイド体6556を備え、ガイド体6556は、停止要素6558に隣接する第1の先細り段差部6562および歯付端6560に隣接する第2の先細り段差部6564によって示された略円筒形の形状を有する。ここで、解剖カニューレ6550のガイド体6556は、ツール体6466として働き、停止要素6558と駆動アセンブリ6082との間の当接が第2の軸A2に沿ったさらなる並進運動を制限するまで、第2の軸A2に沿って駆動導管6462内へ挿入することができる。解剖カニューレ6550は、駆動導管6462内で自由に回転することができる。解剖シャフト6548は、解剖シャフト6548の先端6554がガイド体6556の歯付端6560を越えて延びるまで、第2の軸A2に沿って解剖カニューレ6550内へ挿入することができる。ここでも、解剖シャフト6548は、解剖カニューレ6550内で第2の軸A2の周りを自由に回転することができる。解剖シャフト6548のノブ6552は、解剖カニューレ6550を通って解剖シャフト6548を前進または後退させることを容易にすることなどのために、使用者によって把持されるように成形および配置される。印加された力がエンドエフェクタ6040に作用することに応答してロボットアーム36の関節動作を可能にする様々なタイプの「触覚」または「自由」モードなどで、手術用ロボット32(図1参照)のベース34に対してエンドエフェクタ6040を動かしまたは他の方法で位置決めすることを容易にするために、ノブ6552を用いることができ、これを利用して、特定の手術処置の工程中に、手術部位STに対する動きを(例えば、軌道Tに沿って、または様々なタイプの仮想境界に基づいて)可能にすることができることも企図される。したがって、使用者は、手術用ロボット32(図1参照)が1つまたは複数の「触覚」または「自由」モードで動作するとき、ノブ6552を把持し、特定の方向に力を印加して、エンドエフェクタ6040を動かすことができる。 As best shown in FIGS. 40 and 43B, the dissection tool 6544 generally includes a dissection shaft 6548 and a dissection cannula 6550. Dissection shaft 6548 is shaped to extend through dissection cannula 6550 between a knob 6552 located at interface end 6468 and a tip 6554 located at working end 6470. The dissection cannula 6550 includes a guide body 6556 extending from a stop element 6558 to a toothed end 6560 with a first tapered step 6562 adjacent the stop element 6558 and a second tapered step 6562 adjacent the toothed end 6560. It has a generally cylindrical shape indicated by a tapered step 6564. Here, the guide body 6556 of the dissection cannula 6550 acts as a tool body 6466 until the abutment between the stop element 6558 and the drive assembly 6082 limits further translational movement along the second axis A2. can be inserted into the drive conduit 6462 along axis A2 of the drive conduit 6462. Dissection cannula 6550 is free to rotate within drive conduit 6462. The dissection shaft 6548 can be inserted into the dissection cannula 6550 along the second axis A2 until the distal end 6554 of the dissection shaft 6548 extends beyond the toothed end 6560 of the guide body 6556. Again, dissection shaft 6548 is free to rotate within dissection cannula 6550 about second axis A2. Knob 6552 of dissection shaft 6548 is shaped and positioned to be grasped by a user, such as to facilitate advancement or retraction of dissection shaft 6548 through dissection cannula 6550. Surgical robot 32 (see FIG. 1), such as in various types of "haptic" or "free" modes that allow articulation of robotic arm 36 in response to applied forces acting on end effector 6040. A knob 6552 can be used to facilitate moving or otherwise positioning the end effector 6040 relative to the base 34 of the surgical procedure. It is also contemplated that movement relative to the region ST can be enabled (eg, along a trajectory T or based on various types of virtual boundaries). Accordingly, when the surgical robot 32 (see FIG. 1) operates in one or more "haptic" or "free" modes, the user can grasp the knob 6552 and apply a force in a particular direction to End effector 6040 can be moved.

図42Bを次に参照すると、位置合わせツール6546は、駆動アセンブリ6082の駆動導管6462内に配置されたものとして概略的に示されている。この説明的な実施形態では、位置合わせツール6546のガイド体6556は、ツール体6466に類似しており、停止要素6558が駆動アセンブリ6082に当接したとき、停止要素6558から駆動導管6462の遠位に配置されたモジュール端6566へ、第2の軸A2に沿って延びる。しかし、以下の後述する説明から理解されるように、モジュール端6566は、本開示の範囲から逸脱することなく、駆動孔6478内に配置されることなどのために、異なる形で配置することもできる。 Referring now to FIG. 42B, alignment tool 6546 is schematically shown as being disposed within drive conduit 6462 of drive assembly 6082. In this illustrative embodiment, the guide body 6556 of the alignment tool 6546 is similar to the tool body 6466 and is distal to the drive conduit 6462 from the stop element 6558 when the stop element 6558 abuts the drive assembly 6082. along the second axis A2 to a module end 6566 located at. However, as will be appreciated from the discussion below, module end 6566 may be arranged differently, such as to be placed within drive hole 6478, without departing from the scope of this disclosure. can.

図示の実施形態では、概して6568で示す光源が、位置合わせツール6546のモジュール端6566に隣接してガイド体6556に結合される。光源6568は、位置合わせツール6546が第2の軸A2に沿って駆動アセンブリ6082の駆動導管6462内へ挿入されたとき、第2の軸A2(したがって、軌道T)と実質的に位置合わせされた光路LPに沿って、手術部位STの方へ光Lを放出するように構成される。ここで、停止要素6558に結合された起動ボタン6570が、使用者によって作動されたときに光Lを選択的に放出することを容易にするように、光源6568と電気通信するように配置することができる。光源6568に電力供給するために、ガイド体6556内に電池または別のタイプの電源(図示せず)を配置することができる。いくつかの実施形態では、光源6568は、レーザダイオードとして構成することができる。いくつかの実施形態では、光源6568の特有の構成に応じて、放出された光Lは、手術部位ST上へ投影された軌道Tに沿って位置合わせされた「ドット」として視覚化することができ、また光路LP(したがって、軌道T)に沿って位置合わせされた「ビーム」として視覚化することもできる。光源6568は、任意の好適な方法で視覚化するのに十分な任意の好適な波長で光Lを放出するように構成することができることが理解されよう。非限定的な例として、光Lは、直接的に(例えば、可視スペクトル内で)視覚化することができ、かつ/または間接的に(例えば、ディスプレイ画面上に提示されるカメラフィードによって)視覚化することができる。 In the illustrated embodiment, a light source, indicated generally at 6568, is coupled to guide body 6556 adjacent module end 6566 of alignment tool 6546. The light source 6568 is substantially aligned with the second axis A2 (and thus the trajectory T) when the alignment tool 6546 is inserted into the drive conduit 6462 of the drive assembly 6082 along the second axis A2. It is configured to emit light L towards the surgical site ST along the optical path LP. wherein an activation button 6570 coupled to the stop element 6558 is placed in electrical communication with the light source 6568 to facilitate selectively emitting light L when actuated by a user; Can be done. A battery or another type of power source (not shown) can be placed within guide body 6556 to power light source 6568. In some embodiments, light source 6568 can be configured as a laser diode. In some embodiments, depending on the specific configuration of the light source 6568, the emitted light L can be visualized as a "dot" aligned along a trajectory T projected onto the surgical site ST. It can also be visualized as a "beam" aligned along the optical path LP (and thus the trajectory T). It will be appreciated that light source 6568 may be configured to emit light L at any suitable wavelength sufficient to be visualized in any suitable manner. As a non-limiting example, the light L can be visualized directly (e.g., within the visible spectrum) and/or indirectly (e.g., by a camera feed presented on a display screen). can be converted into

さらに、図面全体にわたって示す本明細書に記載の光源6568に加えて、またはその代わりに、様々な異なるタイプの光源6568を利用することもできることが理解されよう。非限定的な例として、光源は、一般的な照明の目的などで、光Lを概して手術部位STの方へ誘導または他の方法で放出するように設けることができる。いくつかの実施形態では、光源6568は、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Surgical Tool for Selectively Illuminating a Surgical Volume」という名称の米国特許出願公開第2013/0053648(A1)号に記載されているものと同様に構成することができる。他のタイプおよび構成の固定具50、ならびにその関連する設置も、本開示によって企図されることが理解されよう。さらに、いくつかの実施形態では、他のタイプの光学デバイス(例えば、カメラ)を用いることもできることが理解されよう。他の構成も企図される。 Furthermore, it will be appreciated that a variety of different types of light sources 6568 may be utilized in addition to or in place of the light sources 6568 described herein that are shown throughout the figures. By way of non-limiting example, a light source may be provided to direct or otherwise emit light L generally toward the surgical site ST, such as for general illumination purposes. In some embodiments, the light source 6568 is provided in U.S. Patent Application Publication No. 2013/0053648 (A1) entitled "Surgical Tool for Selectively Illuminating a Surgical Volume," the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. It can be configured in the same way as that described in No. It will be appreciated that other types and configurations of fixtures 50 and their associated installations are also contemplated by this disclosure. Additionally, it will be appreciated that other types of optical devices (eg, cameras) may also be used in some embodiments. Other configurations are also contemplated.

位置合わせツール6546は、駆動アセンブリ6082の駆動導管6462に取り外し可能に取り付けられるように構成されるため、光源6568および/または位置合わせツール6546全体は、手術処置後はリサイクルまたは再処理のために処分される「使い捨て」の構成要素として構成することができる。別法として、光源6568および/または位置合わせツール6546は、手術処置後に滅菌される「繰返し使用できる」構成要素として構成することができる。他の構成も企図される。 Alignment tool 6546 is configured to be removably attached to drive conduit 6462 of drive assembly 6082 so that light source 6568 and/or entire alignment tool 6546 can be disposed of for recycling or reprocessing after the surgical procedure. It can be configured as a "disposable" component. Alternatively, light source 6568 and/or alignment tool 6546 can be configured as "reusable" components that are sterilized after the surgical procedure. Other configurations are also contemplated.

図42Aに示す代表的な実施形態では、光源6568は、駆動アセンブリ6082の駆動導管6462に取り外し可能に取り付けられるように構成されていない。逆に、この実施形態では、光源6568および起動ボタン6570は、第1のフレーム本体6362に対して同時に動くように、操作具アセンブリ6088の第2のフレーム本体6364に結合される。ここで、第2のフレーム本体6364が、図42Aに示す第1のグリップ位置G1に配置されたとき、光Lは、光源6568によって駆動導管6462を通って、第2の軸A2(したがって、軌道T)と位置合わせされた光路LPに沿って、手術部位STの方へ放出することができる。この構成により、ツール6042が駆動導管6462から取り外されたときも、第2の軸A2に沿ってカニューレが挿入されたツール6042(例えば、ガイドワイヤGWを受け取るため、この実施形態では図示せず)が、駆動導管6462内に位置決めされたときも、光源6568を利用することができる。さらに、図42Bに関連して上述したものと同様に、光源6568は、他のタイプ、構成などとすることができ、様々な異なる光学デバイス(例えば、カメラ、一般的な照明用のライトなど)を備えることができる。他の構成も企図される。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 42A, light source 6568 is not configured to be removably attached to drive conduit 6462 of drive assembly 6082. Conversely, in this embodiment, light source 6568 and activation button 6570 are coupled to second frame body 6364 of handle assembly 6088 for simultaneous movement relative to first frame body 6362. Now, when the second frame body 6364 is placed in the first grip position G1 shown in FIG. can be emitted towards the surgical site ST along a light path LP aligned with T). This configuration allows the tool 6042 to remain cannulated along the second axis A2 (e.g., to receive a guidewire GW, not shown in this embodiment) when the tool 6042 is removed from the drive conduit 6462. The light source 6568 can also be utilized when the light source 6568 is positioned within the drive conduit 6462. Further, similar to that described above in connection with FIG. 42B, the light source 6568 can be of other types, configurations, etc., and can be used for a variety of different optical devices (e.g., cameras, lights for general illumination, etc.) can be provided. Other configurations are also contemplated.

図43A~図43Cに示すように、第6の実施形態では、駆動アセンブリ6082のギアトレイン6084は同様に、ベベルギアセット6272を用いて、第1の軸A1の周りの回転を第2の軸A2の周りの回転に変換する。この目的で、入力歯車6274は、第1の軸A1の周りを同時に回転するようにキャリアシャフト6422に結合され、出力歯車6276は、第2の軸A2の周りを同時に回転するように駆動導管6462に結合され、駆動導管6462は、駆動体6250内に配置されたベアリング6262によって回転するように支持される。上述したエンドエフェクタ5040の第5の実施形態のように、ベベルギアセット6272はまた、入力歯車6274と出力歯車6276との間に減速をもたらし、第1の軸A1に沿って配置された遊星タイプの減速ギアセット6286を利用する。ここで、入力体6374内に配置されたベアリング6262によって容易になる動力入力シャフト6252の回転は、第3の太陽歯車6292Cと同時に生じる。キャリアシャフト6422は、中間体6378内に配置されたベアリング6262によって第1の軸A1の周りを回転するように支持され、第1の組のピン6294Aに動作可能に取り付けられる。第1の組の遊星歯車6290A、第2の組の遊星歯車6290B、および第3の組の遊星歯車6290Cはそれぞれ、リング歯車6288に噛合係合するように配置され、この実施形態では、リング歯車6288は入力体6374内に形成される。 As shown in FIGS. 43A-43C, in a sixth embodiment, the gear train 6084 of the drive assembly 6082 similarly uses a bevel gear set 6272 to direct rotation about a first axis A1 to a second axis A2. Convert to rotation around . To this end, input gear 6274 is coupled to carrier shaft 6422 for simultaneous rotation about a first axis A1, and output gear 6276 is coupled to drive conduit 6462 for simultaneous rotation about a second axis A2. The drive conduit 6462 is rotatably supported by a bearing 6262 disposed within the drive body 6250 . As in the fifth embodiment of the end effector 5040 described above, the bevel gear set 6272 also provides a reduction between the input gear 6274 and the output gear 6276, and a planetary type gear set disposed along the first axis A1. A reduction gear set 6286 is utilized. Here, rotation of power input shaft 6252 facilitated by bearing 6262 located within input body 6374 occurs simultaneously with third sun gear 6292C. The carrier shaft 6422 is supported for rotation about a first axis A1 by a bearing 6262 disposed within the intermediate body 6378 and is operably attached to the first set of pins 6294A. A first set of planetary gears 6290A, a second set of planetary gears 6290B, and a third set of planetary gears 6290C are each arranged in meshing engagement with a ring gear 6288, and in this embodiment, a ring gear 6288 is formed within the input body 6374.

図40および図43A~図44Bを次に参照すると、エンドエフェクタ6040の第6の実施形態では、第1の回転係止具RL1は、駆動導管6462内に駆動孔6478の近位入口6480に隣接して形成された駆動スプライン6572によって画定されたスプライン孔として実現される。駆動スプライン6572は、以下により詳細に説明するように、「能動」ツール6042の保持を容易にするために軸方向係止具ALに解放可能に取り付けられるように構成された遷移歯車6576の対応する外側遷移スプライン6574に解放可能に係合する。遷移歯車6576はまた、「能動」ツール6042のツール体6466内に形成された対応するツールスプライン6580に解放可能に係合する内側遷移スプライン6578を備える。駆動導管6462内に形成された駆動スプライン6572は、第2の軸A2に対して遠位出口6482の方へ内方に先細りする略円錐台形の形状を有する。遷移歯車6576の外側遷移スプライン6574は、駆動スプライン6572に噛合係合するように配置されるように、駆動スプライン6572に対して相補的に成形される(図43C~図43D参照)。内側遷移スプライン6578はまた、略円錐台形の形状を有するが、駆動スプライン6572のように遠位出口6482ではなく、第2の軸A2に対して近位入口6480の方へ内方に先細りする。ここでも、「能動」ツール6042のツール体6466内に形成されたツールスプライン6580は、内側遷移スプライン6578に噛合係合するように配置されるように、遷移歯車6576の内側遷移スプライン6578に対して相補的に成形される(図43C~図43D参照)。 40 and 43A-44B, in the sixth embodiment of the end effector 6040, the first rotational stop RL1 is located within the drive conduit 6462 adjacent to the proximal entrance 6480 of the drive bore 6478. This is realized as a spline hole defined by a drive spline 6572 formed as a spline hole. Drive spline 6572 has a corresponding transition gear 6576 configured to be releasably attached to axial lock AL to facilitate retention of "active" tool 6042, as described in more detail below. Releasably engages outer transition spline 6574. Transition gear 6576 also includes an inner transition spline 6578 that releasably engages a corresponding tool spline 6580 formed in tool body 6466 of “active” tool 6042. The drive spline 6572 formed within the drive conduit 6462 has a generally frustoconical shape that tapers inwardly toward the distal outlet 6482 with respect to the second axis A2. The outer transition spline 6574 of the transition gear 6576 is shaped complementary to the drive spline 6572 such that it is positioned in mating engagement with the drive spline 6572 (see FIGS. 43C-43D). The inner transition spline 6578 also has a generally frustoconical shape, but tapers inward toward the proximal inlet 6480 with respect to the second axis A2 rather than the distal outlet 6482 like the drive spline 6572. Again, the tool spline 6580 formed in the tool body 6466 of the "active" tool 6042 is positioned relative to the inner transition spline 6578 of the transition gear 6576 such that it is positioned in mating engagement with the inner transition spline 6578. Complementarily shaped (see FIGS. 43C-43D).

駆動スプライン6572は、駆動導管6462内に形成された駆動シェルフ6582の近位に配置される。駆動シェルフ6582は、以下により詳細に説明するように、遠位出口6482から離れる方を向いている平坦なリング形の形状を有し、軸方向係止具ALを介して固定された「能動」ツール6042のツール体6466上に形成された当接面6584に係合するように成形および配置される。この構成は、ツール体6466を駆動孔6478内へどれだけ前進させることができるかを制限することによって、軸方向係止具ALがロック形態ACLにあるときに、ツール体6466が第2の軸A2に沿って駆動導管6462に対して適切に位置決めされることを確実にすることを助ける。 Drive spline 6572 is positioned proximal to drive shelf 6582 formed within drive conduit 6462. The drive shelf 6582 has a flat ring-shaped shape facing away from the distal outlet 6482 and is secured via an axial lock AL, as described in more detail below. Shaped and positioned to engage an abutment surface 6584 formed on tool body 6466 of tool 6042. This configuration limits how far the tool body 6466 can be advanced into the drive hole 6478 so that the tool body 6466 is in the second axis when the axial lock AL is in the locking configuration ACL. Helps ensure proper positioning with respect to drive conduit 6462 along A2.

図43C~図43Dに最もよく示すように、第6の実施形態では、「能動」ツール6042のツール体6466はまた、当接面6584とツールスプライン6580との間に配置された係合フランジ6586を備える。係合フランジ6586は、当接面6584から離れる方を向いているフランジ面6588を画定する。ここで、フランジ面6588は、遷移歯車6576の遷移面6590に係合するように成形および配置される。遷移歯車6576はまた、遷移面6590から離れて取扱い面6594へ延びる取扱い部分6592を備え、第2の軸A2に沿って取扱い面6594と遷移面6590との間に延びる遷移孔6596を画定し、内側遷移スプライン6578は、遷移孔6596内に形成され、または他の方法で遷移孔6596によって画定される。取扱い部分6592と遷移歯車6576の外側遷移スプライン6574との間に遷移切欠6598が配置され、遷移切欠6598は、軸方向係止具ALがロック形態ACLで、第2の軸A2の周りで駆動導管6462と同時に回転するようにツール6042を固定するとき、駆動導管6462および「能動」ツール6042のツール体6466の両方に対する相対運動ならびに駆動導管6462と「能動」ツール6042のツール体6466との間の相対運動を制限することを容易にするように設けられる。 As best shown in FIGS. 43C-43D, in the sixth embodiment, the tool body 6466 of the "active" tool 6042 also includes an engagement flange 6586 disposed between the abutment surface 6584 and the tool spline 6580. Equipped with Engagement flange 6586 defines a flange surface 6588 facing away from abutment surface 6584. Here, flange surface 6588 is shaped and positioned to engage transition surface 6590 of transition gear 6576. The transition gear 6576 also includes a handling portion 6592 extending away from the transition surface 6590 to the handling surface 6594 and defines a transition hole 6596 extending between the handling surface 6594 and the transition surface 6590 along the second axis A2; Inner transition spline 6578 is formed within or otherwise defined by transition hole 6596. A transition notch 6598 is disposed between the handling portion 6592 and the outer transition spline 6574 of the transition gear 6576, and the transition notch 6598 is arranged such that the axial catch AL is in the locking configuration ACL and the drive conduit about the second axis A2. When tool 6042 is fixed for rotation at the same time as 6462 , relative movement relative to both drive conduit 6462 and tool body 6466 of "active" tool 6042 and between drive conduit 6462 and tool body 6466 of "active" tool 6042 Provided to facilitate limiting relative movement.

第6の実施形態では、ツール6042の一部分として形成されるのではなく、遷移切欠6598は、概して6600で示すロックアセンブリの一部を形成する1対の軸方向コネクタ要素6306との係合を介して、導管軸方向保持器6472として働く。図43Aおよび図43D~図44Bに最もよく示すように、ロックアセンブリ6600は、第2の軸A2の周りで同時に回転するように駆動導管6462に動作可能に取り付けられたロックハウジング6602を備える。ロックハウジング6602は、駆動孔6478の近位入口6480を事実上画定し、近位入口6480を通って第2の軸A2に沿ってツール6042の作業端6470を受け取るように同様に成形される。ロックハウジング6602は、スライダスロット6604を備え、スライダスロット6604内では、スライダ要素6606が、第2の軸A2に実質的に直交する方向に動くように支持される。軸方向コネクタ要素6306は、ロックハウジング6602に対して同時に動くようにスライダ要素6606に動作可能に取り付けられ、遷移切欠6598との係合を介して軸方向係止具ALを画定するように協働する。 In the sixth embodiment, rather than being formed as part of the tool 6042, the transition notch 6598 is formed through engagement with a pair of axial connector elements 6306 that form part of a locking assembly, generally designated 6600. and serves as a conduit axial retainer 6472. As best shown in FIGS. 43A and 43D-44B, lock assembly 6600 includes a lock housing 6602 operably attached to drive conduit 6462 for simultaneous rotation about second axis A2. The lock housing 6602 is similarly shaped to substantially define a proximal entrance 6480 of the drive bore 6478 and to receive the working end 6470 of the tool 6042 along the second axis A2 through the proximal entrance 6480. The lock housing 6602 includes a slider slot 6604 within which a slider element 6606 is supported for movement in a direction substantially perpendicular to the second axis A2. Axial connector element 6306 is operably attached to slider element 6606 for simultaneous movement relative to lock housing 6602 and cooperates to define axial lock AL through engagement with transition notch 6598. do.

図44A~図44Bに最もよく示すように、スライダ要素6606はガイドスロット6608を画定し、ガイドスロット6608内に、ロックハウジング6602に動作可能に取り付けられたガイドピン6610が配置される。ここで、ガイドスロット6608とガイドピン6610との間の協働により、解放形態ACRに関連する第1のスライダ要素位置SL1(図44B参照)と、ロック形態ACLに関連する第2のスライダ要素位置SL2(図44A参照)との間で、第2の軸A2に対して動くように、スライダ要素6606をスライダスロット6604内に保持する。スライダ要素6606に結合された軸方向コネクタ要素6306は、第1のスライダ要素位置SL1にあるときより第2のスライダ要素位置SL2にあるときに、第2の軸A2の近くに配置される。スライダスロット6604内に配置されてスライダ要素6606とロックハウジング6602との間に介在するスライダ付勢要素6612が、スライダ要素6606を第2のスライダ要素位置SL2の方へ動かす。スライダ係合ボタン6614が、スライダ要素6606と一体形成で設けられており、使用者によって係合されると、第2のスライダ要素位置SL2から第1のスライダ要素位置SL1へ動くように配置される。スライダ係合ボタン6614は、ロックハウジング6602によって画定された停止面6616に概して直交するように配置され、停止面6616は、駆動アセンブリ6082のうち、「受動」ツール6042の停止要素6558に当接する部分として働く(図43B参照)。 As best shown in FIGS. 44A-44B, the slider element 6606 defines a guide slot 6608 within which a guide pin 6610 operably attached to the lock housing 6602 is disposed. Here, the cooperation between the guide slot 6608 and the guide pin 6610 results in a first slider element position SL1 (see FIG. 44B) associated with the release configuration ACR and a second slider element position associated with the lock configuration ACL. A slider element 6606 is retained within slider slot 6604 for movement relative to second axis A2 between SL2 (see FIG. 44A). Axial connector element 6306 coupled to slider element 6606 is positioned closer to second axis A2 when in second slider element position SL2 than when in first slider element position SL1. A slider biasing element 6612 disposed within slider slot 6604 and interposed between slider element 6606 and lock housing 6602 moves slider element 6606 toward second slider element position SL2. A slider engagement button 6614 is provided integrally with slider element 6606 and is arranged to move from second slider element position SL2 to first slider element position SL1 when engaged by a user. . The slider engagement button 6614 is positioned generally perpendicular to a stop surface 6616 defined by the lock housing 6602, which is the portion of the drive assembly 6082 that abuts the stop element 6558 of the "passive" tool 6042. (See Figure 43B).

図43C~図44Bを次に参照すると、「能動」ツール6042を駆動アセンブリ6082の駆動導管6462に取り付けることを容易にするために、作業端6470を駆動孔6478の近位入口6480内へ挿入し、第2の軸A2に沿って前進させて遠位出口6482から出すことができ、第6の実施形態では、遠位出口6482は、下部カバー6524に隣接して駆動導管6462に動作可能に取り付けられた下部キャップ6618によって画定される。ここで、ツール体6466は、ツール6042の当接面6584が駆動導管6462の駆動シェルフ6582に係合するまで、駆動孔6478内へ前進させることができる。次に、使用者は、遷移歯車6576の取扱い部分6592を把持し、ツール6042のインターフェース端6468を遷移孔6596に通し、遷移歯車6576を第2の軸A2に沿って前進させて、遷移面6590をツール体6466のフランジ面6588の方へ動かしてフランジ面6588に当接させることができる。別法として、使用者は、遷移歯車6576をツール6042上へ「設置」して、内側遷移スプライン6578をツールスプライン6580に噛合係合させてから、作業端6470を駆動孔6478の近位入口6480内へ挿入することができる。駆動スプライン6572は、外側遷移スプライン6574に係合および噛合し、内側遷移スプライン6578は、ツールスプライン6580に係合および噛合して、第1の回転係止具RL1を画定し、したがって、駆動導管6462、遷移歯車6576、およびツール6042は、第2の軸A2の周りで同時に回転する。さらに、遷移歯車6576の遷移面6590がツール6042の係合フランジ6586に当接したとき、軸方向係止具ALは、スライダ要素6606によって保持される軸方向コネクタ要素6306と、遷移歯車6576内に形成された遷移切欠6598との間の係合によって画定されたロック形態ACLへ動いて、ツール6042と、遷移歯車6576と、駆動導管6462との間の第2の軸A2に沿った相対運動を防止する。 43C-44B, working end 6470 is inserted into proximal entrance 6480 of drive bore 6478 to facilitate attachment of "active" tool 6042 to drive conduit 6462 of drive assembly 6082. , can be advanced along second axis A2 and out of distal outlet 6482, and in the sixth embodiment, distal outlet 6482 is operably attached to drive conduit 6462 adjacent bottom cover 6524. defined by a lower cap 6618. The tool body 6466 can now be advanced into the drive hole 6478 until the abutment surface 6584 of the tool 6042 engages the drive shelf 6582 of the drive conduit 6462. The user then grasps the handling portion 6592 of the transition gear 6576, passes the interface end 6468 of the tool 6042 through the transition hole 6596, and advances the transition gear 6576 along the second axis A2 so that the transition surface 6590 can be moved toward and abutted against the flange surface 6588 of the tool body 6466. Alternatively, the user can "install" the transition gear 6576 onto the tool 6042 to matingly engage the inner transition spline 6578 with the tool spline 6580 and then move the working end 6470 into the proximal entrance 6480 of the drive hole 6478. It can be inserted inside. Drive spline 6572 engages and meshes with outer transition spline 6574 and inner transition spline 6578 engages and meshes with tool spline 6580 to define first rotational stop RL1 and, thus, drive conduit 6462. , transition gear 6576, and tool 6042 rotate simultaneously about second axis A2. Further, when the transition surface 6590 of the transition gear 6576 abuts the engagement flange 6586 of the tool 6042, the axial lock AL engages the axial connector element 6306 held by the slider element 6606 and within the transition gear 6576. movement into the locking configuration ACL defined by engagement between the formed transition notch 6598 to permit relative movement along the second axis A2 between the tool 6042, the transition gear 6576, and the drive conduit 6462. To prevent.

上述したように、手術用システム30のエンドエフェクタの第7の実施形態が、図45~図48Bに示されている。以下の説明では、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の構造および構成要素と同じまたは他の方法で対応している第7の実施形態の構造および構成要素は、同じ参照番号を7000増大させた番号を有する。エンドエフェクタ7040の第7の実施形態の構成要素および特徴の多くは、上述したエンドエフェクタ40の第1の実施形態のものに実質的に類似しているため、明瞭性、一貫性、および簡潔性の目的で、エンドエフェクタ7040の第7の実施形態とエンドエフェクタ40の第1の実施形態との特定の具体的な違いについてのみを以下に説明し、これらの実施形態間で共通の構成要素および特徴のいくつかのみを本明細書に論じ、図面に示す。 As mentioned above, a seventh embodiment of the end effector of surgical system 30 is shown in FIGS. 45-48B. In the following description, structures and components of the seventh embodiment that are the same as or otherwise correspond to structures and components of the first embodiment of end effector 40 have the same reference numerals incremented by 7000. Has a number. Many of the components and features of the seventh embodiment of end effector 7040 are substantially similar to those of the first embodiment of end effector 40 described above, thereby providing clarity, consistency, and conciseness. For purposes of this, only certain specific differences between the seventh embodiment of end effector 7040 and the first embodiment of end effector 40 are discussed below, and common components and components between these embodiments are discussed below. Only some of the features are discussed herein and illustrated in the drawings.

したがって、それだけに限定されるものではないが、以下に別途指示がない限り、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の説明を、エンドエフェクタ7040の第7の実施形態に対して参照により組み込むことができる。同様に、前述の実施形態の対応する構成要素および特徴に類似しているエンドエフェクタ7040の第7の実施形態の特定の構成要素および特徴は、すべての介在する実施形態に対して、同じ参照番号を1000にさらに1000を足した値だけ増大させた番号を有するものとして図面に参照し、または他の方法で示すことができる(例えば、第7の実施形態の場合、第6の実施形態に関連して説明した構成要素は、1000増大するはずであり、第5の実施形態に関連して説明した構成要素は、2000増大するはずであり、第4の実施形態に関連して説明した構成要素は、3000増大するはずであり、第3の実施形態に関連して説明した構成要素は、4000増大するはずであり、第2の実施形態に関連して説明した構成要素は、5000増大するはずである)。 Accordingly, and without limitation, unless otherwise indicated below, the description of the first embodiment of end effector 40 may be incorporated by reference into the seventh embodiment of end effector 7040. . Similarly, certain components and features of the seventh embodiment of end effector 7040 that are similar to corresponding components and features of the previous embodiments have the same reference numerals for all intervening embodiments. may be referred to in the drawings or otherwise shown as having numbers incremented by 1000 plus 1000 (e.g., in the case of the seventh embodiment, relative to the sixth embodiment). The components described in connection with the fifth embodiment should increase by 2000, the components described in connection with the fourth embodiment should increase by 2000, and the components described in connection with the fourth embodiment should increase by 2000. should increase by 3000, the components described in connection with the third embodiment should increase by 4000, and the components described in connection with the second embodiment should increase by 5000. ).

図45~図48Bを次に参照すると、取付具7078、回転機器7080およびそのアクチュエータ7166(概略的に示す)、ならびに駆動アセンブリ7082を備えるエンドエフェクタ7040の第7の実施形態が、概略的に示されている。上述した第1の実施形態と比較すると、エンドエフェクタ7040の第7の実施形態は、概して、同じタイプの操作具アセンブリ7088を用いており、その駆動アセンブリ7082は、以下により詳細に説明するように、第5および第6の実施形態に類似した方法で、駆動導管7462を介してツール7042を「トップローディング」式に固定するように構成される。 45-48B, a seventh embodiment of an end effector 7040 comprising a fixture 7078, a rotary instrument 7080 and its actuator 7166 (schematically shown), and a drive assembly 7082 is shown schematically. has been done. Compared to the first embodiment described above, a seventh embodiment of an end effector 7040 generally uses the same type of control assembly 7088, the drive assembly 7082 of which is described in more detail below. , configured to secure the tool 7042 in a "top loading" manner via the drive conduit 7462 in a manner similar to the fifth and sixth embodiments.

第7の実施形態では、異なる構成の回転切断ツール7044およびメスツール7620を含む2つの例示的なタイプのツール7042が、図46に示されている。ここで、回転切断ツール7044は、第2の軸A2の周りで駆動導管7462と同時に回転するように適合された「能動」ツール7042として実現され、メスツール7620は、「受動」ツール7042として実現される。エンドエフェクタ6040の第6の実施形態に関連して上述した解剖ツール6544のように、図示のメスツール7620および回転切断ツール7044は同様に、ツール体7466のインターフェース端7468に配置されたノブ7552を用いる。しかし、図47Cに示すように、回転切断ツール7044のノブ7552は、インターフェース端7468に動作可能に取り付けられたベアリング7262を介して、ツール体7466に対して独立して回転するように配置される。ここでこの実施形態では、図示の回転切断ツール7044は、いかなるタイプの手動インターフェースも備えず、駆動アセンブリ7082の第1の回転係止具RL1および軸方向係止具ALによって保持されたまま、駆動導管7462との係合を介して第2の軸A2の周りを回転し、これらについてそれぞれ、以下により詳細に説明する。言い換えれば、この実施形態では、回転切断ツール7044は、使用者によって第2の軸A2の周りを「手動」で回転させられるように構成されておらず、代わりにここでは使用者によって把持することができるノブ7552を利用し、回転機器7080を利用して、回転を再び使用者の手へ伝達することなく、作業端7470を第2の軸A2の周りで回転させる。しかし、他の構成も企図され、1つまたは複数のツール7042は、前述の実施形態に関連して図示および説明したのものに類似している手動インターフェースを備えることもできることが理解されよう。 In a seventh embodiment, two exemplary types of tools 7042 are shown in FIG. 46, including a rotary cutting tool 7044 and a scalpel tool 7620 in different configurations. Here, the rotary cutting tool 7044 is realized as an "active" tool 7042 adapted to rotate simultaneously with the drive conduit 7462 about the second axis A2, and the scalpel tool 7620 is realized as a "passive" tool 7042. Ru. Like the dissection tool 6544 described above in connection with the sixth embodiment of the end effector 6040, the illustrated scalpel tool 7620 and rotary cutting tool 7044 similarly utilize a knob 7552 located at the interface end 7468 of the tool body 7466. . However, as shown in FIG. 47C, the knob 7552 of the rotary cutting tool 7044 is arranged to rotate independently relative to the tool body 7466 via a bearing 7262 operably attached to the interface end 7468. . Here, in this embodiment, the illustrated rotary cutting tool 7044 does not have any type of manual interface and is driven while being held by the first rotary stop RL1 and axial stop AL of the drive assembly 7082. rotation about second axis A2 through engagement with conduit 7462, each of which will be described in more detail below. In other words, in this embodiment, the rotary cutting tool 7044 is not configured to be "manually" rotated by the user about the second axis A2, but instead is here gripped by the user. The rotating device 7080 is utilized to rotate the working end 7470 about the second axis A2 without transmitting the rotation back to the user's hand. However, it will be appreciated that other configurations are contemplated and one or more tools 7042 may also include a manual interface similar to that shown and described in connection with the previous embodiments.

図47A~図48Bを次に参照すると、エンドエフェクタ7040の第7の実施形態では、駆動アセンブリ7082は同様に、駆動導管7462を利用して、回転機器7080によって生成されたトルクを介して第2の軸A2の周りでツール7042の「トップローディング」を駆動することを容易にする。ここでも、ギアトレイン7084は、動力入力シャフト7252とキャリアシャフト7422との間に介在する遊星タイプの減速ギアセット7286を備えており、入力歯車7274および出力歯車7276が互いに異なる構成を有することから、ベベルギアセット7272によって追加の減速が提供される。第7の実施形態では、入力歯車7274は、キャリアシャフト7422に結合されるのに対して、出力歯車7276は、コレット機構7624の一部を形成する先細り導管7622に結合され、コレット機構7624は、「能動」ツール7042の軸方向および回転方向の保持を容易にするように構成され、第1の回転係止具RL1および軸方向係止具ALとして働く。ここで、先細り導管7622は、駆動アセンブリ7082の駆動体7250内に配置されたベアリング7262を介して第2の軸A2の周りを回転するように支持され、下部キャップ7618および上部キャップ7626と同時に第2の軸A2の周りを回転する(図47A~図47C参照)。先細り導管7622は先細り孔7628を有し、先細り孔7628は、近位入口7480から離れて遠位出口7482に向かう方向に第2の軸A2に対して半径が増大する略円錐台形の形状を有する。先細り孔7628内には、相応の形状のコレット7630が配置され、この実施形態では、コレット7630は概して、駆動導管7462を画定し、近位コレット端7634から遠位コレット端7636へ延びる弾性コレット体7632を有する。 47A-48B, in the seventh embodiment of the end effector 7040, the drive assembly 7082 similarly utilizes the drive conduit 7462 to direct the torque generated by the rotating equipment 7080 to the second facilitates driving the "top loading" of the tool 7042 about the axis A2 of the tool 7042. Again, gear train 7084 includes a planetary type reduction gear set 7286 interposed between power input shaft 7252 and carrier shaft 7422, and input gear 7274 and output gear 7276 have different configurations. Additional reduction is provided by bevel gear set 7272. In a seventh embodiment, an input gear 7274 is coupled to a carrier shaft 7422, whereas an output gear 7276 is coupled to a tapered conduit 7622 that forms part of a collet mechanism 7624, which includes: It is configured to facilitate axial and rotational retention of the "active" tool 7042 and serves as a first rotational stop RL1 and an axial stop AL. Here, the tapered conduit 7622 is supported for rotation about a second axis A2 via a bearing 7262 disposed within the drive body 7250 of the drive assembly 7082 and is simultaneously connected to the lower cap 7618 and the upper cap 7626. 2 (see FIGS. 47A to 47C). The tapered conduit 7622 has a tapered aperture 7628 that has a generally frustoconical shape with increasing radius relative to the second axis A2 in a direction away from the proximal inlet 7480 and toward the distal outlet 7482. . A correspondingly shaped collet 7630 is disposed within the tapered bore 7628, and in this embodiment, the collet 7630 generally includes a resilient collet body that defines a drive conduit 7462 and extends from a proximal collet end 7634 to a distal collet end 7636. It has 7632.

図47Aに最もよく示すように、弾性コレット体7632は、「ERコレット」構成を有する単体の一体型構成要素として実現され、略円筒形の形状を有するコレット孔7638を画定し、コレット孔7638は、駆動孔7478を画定する。以下により詳細に説明するように、弾性コレット体7632は、ツール体7466との係合を介してツール7042の保持を容易にするために、第2の軸A2の方へ少なくとも部分的に径方向内方に撓むように構成される。コレット7630はまた、先細り導管7622の先細り孔7628内に受け取られるように成形された近位コレット部分7640と、近位入口7480から離れて遠位出口7482に向かう方向に第2の軸A2に対して半径が減少する略円錐台形の形状を同様に有する遠位コレット部分7642と、近位コレット部分7640と遠位コレット部分7642との間に配置されたコレット切欠7644とを備える。 As best shown in FIG. 47A, the resilient collet body 7632 is realized as a single unitary component having an "ER collet" configuration and defines a collet aperture 7638 having a generally cylindrical shape; , defining a drive hole 7478. As will be described in more detail below, the resilient collet body 7632 is oriented at least partially radially toward the second axis A2 to facilitate retention of the tool 7042 through engagement with the tool body 7466. Constructed to flex inward. The collet 7630 also has a proximal collet portion 7640 shaped to be received within the tapered bore 7628 of the tapered conduit 7622 and a second axis A2 in a direction away from the proximal inlet 7480 and toward the distal outlet 7482. and a collet notch 7644 disposed between the proximal collet portion 7640 and the distal collet portion 7642.

コレット切欠7644は、使用者によって係合されるように配置されたコレットノブ7648のコレット保持器7646を受け取る。ここで、コレットノブ7648は、コレット7630に結合されたコレット機構7624のコレットテンショナ7650の一部を形成し、第1のテンショナ位置TP1(図47Bおよび図48B参照)と第2のテンショナ位置TP2(図47Aおよび図48A参照)との間を動くように配置される。第1のテンショナ位置TP1は、ツール7042とコレット7630との間の相対運動が可能である軸方向係止具ALの解放形態ACRに関連し、第2のテンショナ位置TP2は、ツール7042とコレット7630との間の相対運動が制限される軸方向係止具ALのロック形態ACLに関連する。 Collet notch 7644 receives collet retainer 7646 of collet knob 7648 that is positioned to be engaged by a user. Here, the collet knob 7648 forms part of a collet tensioner 7650 of a collet mechanism 7624 coupled to a collet 7630 and has a first tensioner position TP1 (see FIGS. 47B and 48B) and a second tensioner position TP2 (see FIGS. 47A and FIG. 48A). A first tensioner position TP1 is associated with a release configuration ACR of the axial lock AL that allows relative movement between the tool 7042 and the collet 7630, and a second tensioner position TP2 is associated with a release configuration ACR of the axial lock AL that allows relative movement between the tool 7042 and the collet 7630. associated with a locking configuration ACL of the axial lock AL, in which the relative movement between the

図47Aおよび図48A~図48Bに最もよく示すように、コレットテンショナ7650のコレットノブ7648は、コレットノブ7648内に形成されたノブスロット7654を通って延びる1対のノブガイド7652(例えば、ファスナ)を介して、駆動アセンブリ7082の下部キャップ7618に動作可能に取り付けられる。ノブスロット7654は、第1のノブスロット端7656および第2のノブスロット端7658を有する略螺旋形の形状を有し、第1のノブスロット端7656および第2のノブスロット端7658は、ノブガイド7652を保持し、それによってそれぞれコレットテンショナ7650の第1のテンショナ位置TP1および第2のテンショナ位置TP2を画定するように成形される。ノブ付勢要素7660が、コレットノブ7648と下部キャップ7618との間に介在し、コレットテンショナ7650を第1のテンショナ位置TP1(図47Bおよび図48B参照)の方へ動かす。この構成により、ノブガイド7652は、使用者がコレットノブ7648を下部キャップ7618に対して回転させるまで、第1のノブスロット端7656および第2のノブスロット端7658内への「戻り止め」として機能し、第1のノブスロット端7656および第2のノブスロット端7658内に留まることが可能である。言い換えれば、使用者は、コレットノブ7648を回転させて、解放形態ACR(図47Bおよび図48B参照)とロック形態ACL(図47Aおよび図48A参照)との間で軸方向係止具ALを動かすことができる。 As best shown in FIGS. 47A and 48A-48B, the collet knob 7648 of the collet tensioner 7650 is connected via a pair of knob guides 7652 (e.g., fasteners) that extend through a knob slot 7654 formed within the collet knob 7648. , operably attached to the lower cap 7618 of the drive assembly 7082. Knob slot 7654 has a generally helical shape with a first knob slot end 7656 and a second knob slot end 7658 that are connected to knob guide 7652. , thereby defining a first tensioner position TP1 and a second tensioner position TP2, respectively, of collet tensioner 7650. A knob biasing element 7660 is interposed between collet knob 7648 and lower cap 7618 to move collet tensioner 7650 toward a first tensioner position TP1 (see FIGS. 47B and 48B). With this configuration, the knob guide 7652 acts as a "detent" into the first knob slot end 7656 and the second knob slot end 7658 until the user rotates the collet knob 7648 relative to the bottom cap 7618; It is possible to remain within the first knob slot end 7656 and the second knob slot end 7658. In other words, the user rotates the collet knob 7648 to move the axial lock AL between the released configuration ACR (see FIGS. 47B and 48B) and the locked configuration ACL (see FIGS. 47A and 48A). Can be done.

上述したノブスロット7654の構成のため、使用者によって印加される力を介してコレットノブ7648が回転する結果、コレットノブ7648も第2の軸A2に沿って並進する。さらに、コレットノブ7648のコレット保持器7646とコレット7630のコレット切欠7644との間の係合のため、コレットノブ7648が回転する結果、コレット7630も先細り導管7622の先細り孔7628内で第2の軸A2に沿って並進する。ここで、使用者が、コレットノブ7648に係合して、コレットテンショナ7650を第1のテンショナ位置TP1(図47Bおよび図48B参照)から第2のテンショナ位置TP2(図47A、図47C、および図48A参照)へ動かしたとき、コレット7630は、近位入口7480の方へ動き、近位コレット部分7640と先細り孔7628との間の係合を介して第2の軸A2の方へ径方向内方に圧縮される。「能動」ツール7042の場合、ツール7042のツール体7466が、コレット孔7638によって画定された駆動孔7478内に配置されたとき、この圧縮により、弾性コレット体7632の少なくとも一部分がツール体7466に押し付けられ、ツール7042を駆動導管7462に「締め付け」、それによって第1の回転係止具RL1および軸方向係止具ALの両方の動作を生じさせる。メスツール7620などの「受動」ツールの場合、コレットテンショナ7650は、第1のテンショナ位置TP1で利用され、第2のテンショナ位置TP2へ動かされることはない。 Because of the configuration of knob slot 7654 described above, rotation of collet knob 7648 via a force applied by the user results in collet knob 7648 also being translated along second axis A2. Furthermore, due to the engagement between the collet retainer 7646 of the collet knob 7648 and the collet notch 7644 of the collet 7630, rotation of the collet knob 7648 results in the collet 7630 also being aligned with the second axis A2 within the tapered bore 7628 of the tapered conduit 7622. Translate along. The user now engages the collet knob 7648 to move the collet tensioner 7650 from the first tensioner position TP1 (see FIGS. 47B and 48B) to the second tensioner position TP2 (see FIGS. 47A, 47C, and 48A). ), collet 7630 moves toward proximal inlet 7480 and radially inwardly toward second axis A2 via engagement between proximal collet portion 7640 and tapered bore 7628. compressed into For an "active" tool 7042, when the tool body 7466 of the tool 7042 is placed within the drive hole 7478 defined by the collet hole 7638, this compression forces at least a portion of the resilient collet body 7632 against the tool body 7466. and “squeezes” tool 7042 onto drive conduit 7462, thereby causing movement of both first rotational lock RL1 and axial lock AL. For a "passive" tool, such as scalpel tool 7620, collet tensioner 7650 is utilized in a first tensioner position TP1 and is not moved to a second tensioner position TP2.

エンドエフェクタ7040の第7の実施形態では、「能動」および「受動」どちらのツール7042も、「トップローディング」式に第2の軸A2に沿って駆動導管7462内へ挿入することができ、駆動導管7462から取り出すことができる。この目的で、コレットテンショナ7650が第1のテンショナ位置TP1(図47B参照)にあるとき、作業端7470を近位入口7480に入れて、第2の軸A2に沿ってコレット孔7638(この実施形態では、駆動孔7478を画定する)内へ前進させ、遠位出口7482(この実施形態では、コレットノブ7648によって画定される)から出すことができる。図48Cに示すように、特定のタイプのツール7042は、インターフェース端7468に停止取付具7662を備えることができ、停止取付具7662は、停止面7616(この実施形態では、上部キャップ7626によって画定される)に当接し、それによってツール7042が第2の軸A2に沿って駆動孔7478内へさらに前進することを防止するように成形および配置される。しかし、他の構成も企図され、第2の軸A2に沿った駆動導管7462に対するツール7042の位置は、他の方法で制限することもできることが理解されよう。ツール7042が「能動」構成である場合、回転機器7080を介してツール7042を第2の軸A2の周りで駆動することを容易にするために、コレットテンショナ7650を第1のテンショナ位置TP1から第2のテンショナ位置TP2へ動かすことができる。しかし、ツールが「受動」構成である場合、コレットテンショナ7650は、上述したように第1のテンショナ位置TP1に留まることができる。 In a seventh embodiment of the end effector 7040, both "active" and "passive" tools 7042 can be inserted into the drive conduit 7462 along the second axis A2 in a "top-loading" manner and the drive It can be removed from conduit 7462. To this end, when the collet tensioner 7650 is in the first tensioner position TP1 (see FIG. 47B), the working end 7470 is inserted into the proximal inlet 7480 and the collet hole 7638 (in this embodiment (defining drive bore 7478) and out the distal outlet 7482 (defined in this embodiment by collet knob 7648). As shown in FIG. 48C, certain types of tools 7042 can include a stop fitting 7662 at an interface end 7468, where the stop fitting 7662 is defined by the stop surface 7616 (in this embodiment, by the top cap 7626). The tool 7042 is shaped and arranged to abut the tool 7042 (see FIG. 1), thereby preventing further advancement of the tool 7042 along the second axis A2 into the drive hole 7478. However, it will be appreciated that other configurations are contemplated and the position of the tool 7042 relative to the drive conduit 7462 along the second axis A2 may be limited in other ways. When the tool 7042 is in the "active" configuration, the collet tensioner 7650 is moved from the first tensioner position TP1 to the 2 tensioner position TP2. However, if the tool is in a "passive" configuration, the collet tensioner 7650 can remain in the first tensioner position TP1 as described above.

上述したように、手術用システム30のエンドエフェクタの第8の実施形態が、図49A~図63Fに示されている。以下の説明では、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の構造および構成要素と同じまたは他の方法で対応している第8の実施形態の構造および構成要素は、同じ参照番号を8000増大させた番号を有する。エンドエフェクタ8040の第8の実施形態の構成要素および特徴の多くは、上述したエンドエフェクタ40の第1の実施形態のものに実質的に類似しているため、明瞭性、一貫性、および簡潔性の目的で、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態とエンドエフェクタ40の第1の実施形態との特定の具体的な違いについてのみを以下に説明し、これらの実施形態間で共通の構成要素および特徴のいくつかのみを本明細書に論じ、図面に示す。 As mentioned above, an eighth embodiment of an end effector of surgical system 30 is shown in FIGS. 49A-63F. In the following description, structures and components of the eighth embodiment that are the same or otherwise correspond to structures and components of the first embodiment of end effector 40 have the same reference numerals incremented by 8000. Has a number. Many of the components and features of the eighth embodiment of end effector 8040 are substantially similar to those of the first embodiment of end effector 40 described above, thereby providing clarity, consistency, and conciseness. For purposes of this, only certain specific differences between the eighth embodiment of end effector 8040 and the first embodiment of end effector 40 are discussed below, and common components and components between these embodiments are discussed below. Only some of the features are discussed herein and illustrated in the drawings.

したがって、それだけに限定されるものではないが、以下に別途指示がない限り、エンドエフェクタ40の第1の実施形態の説明を、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態に対して参照により組み込むことができる。同様に、前述の実施形態の対応する構成要素および特徴に類似しているエンドエフェクタ8040の第8の実施形態の特定の構成要素および特徴は、すべての介在する実施形態に対して、同じ参照番号を1000にさらに1000を足した値だけ増大させた番号を有するものとして図面に参照し、または他の方法で示すことができる(例えば、第8の実施形態の場合、第7の実施形態に関連して説明した構成要素は、1000増大するはずであり、第6の実施形態に関連して説明した構成要素は、2000増大するはずであり、第5の実施形態に関連して説明した構成要素は、3000増大するはずであり、第4の実施形態に関連して説明した構成要素は、4000増大するはずであり、第3の実施形態に関連して説明した構成要素は、5000増大するはずであり、第2の実施形態に関連して説明した構成要素は、6000増大するはずである)。 Accordingly, and without limitation, unless otherwise indicated below, the description of the first embodiment of end effector 40 may be incorporated by reference into the eighth embodiment of end effector 8040. . Similarly, certain components and features of the eighth embodiment of end effector 8040 that are similar to corresponding components and features of previous embodiments have the same reference numerals for all intervening embodiments. may be referred to in the drawings or otherwise shown as having numbers incremented by 1000 plus 1000 (e.g., in the case of the eighth embodiment, relative to the seventh embodiment). The components described in connection with the sixth embodiment should increase by 2000, the components described in connection with the fifth embodiment should increase by 2000, and the components described in connection with the fifth embodiment should increase by 2000. should increase by 3000, the components described in connection with the fourth embodiment should increase by 4000, and the components described in connection with the third embodiment should increase by 5000. (and the components described in connection with the second embodiment should increase by 6000).

図49A~図63Fを次に参照すると、取付具8078、回転機器8080およびそのアクチュエータ8166、ならびに駆動アセンブリ8082を備えるエンドエフェクタ8040の第8の実施形態が、概略的に示されている。上述した他の実施形態と比較したとき、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態は、回転機器8080および駆動アセンブリ8082が一体形成されるように構成される。言い換えれば、第8の実施形態では、駆動アセンブリ8082は、アクチュエータ8166に対して動くように配置されていない。さらに、以下により詳細に説明するように、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態はまた、本明細書に前述した実施形態のように第1の軸A1が第2の軸A2と異なる(例えば、直交する)のではなく、第1の軸A1が第2の軸A2と一致するように構成される。より具体的には、第8の実施形態は、第1の軸A1がやはりアクチュエータ8166によって生成される回転トルクによって画定され、第2の軸A2がやはり駆動アセンブリ8082に固定されたツール8042の回転によって画定されるということから、前述の実施形態に類似しているが、この実施形態では、軸A1、A2は同じである。さらに、上述した他の実施形態と比較したとき、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態は、以下により詳細に説明するように、第5、第6、および第7の実施形態と同様に、駆動導管8462を介して「トップローディング」式にツール8042を固定するように協働する異なる構成の操作具アセンブリ8088、駆動アセンブリ8082、第1の回転係止具RL1および第2の回転係止具RL2、ならびに軸方向係止具ALを用いる。 49A-63F, an eighth embodiment of an end effector 8040 is schematically illustrated including a fixture 8078, a rotary instrument 8080 and its actuator 8166, and a drive assembly 8082. When compared to the other embodiments described above, the eighth embodiment of end effector 8040 is configured such that rotating instrument 8080 and drive assembly 8082 are integrally formed. In other words, in the eighth embodiment, drive assembly 8082 is not positioned to move relative to actuator 8166. Additionally, as described in more detail below, the eighth embodiment of the end effector 8040 also has a first axis A1 that is different from a second axis A2 (e.g., The first axis A1 is arranged to coincide with the second axis A2, rather than being orthogonal). More specifically, the eighth embodiment provides rotation of the tool 8042 with a first axis A1 also defined by the rotational torque generated by the actuator 8166 and a second axis A2 also fixed to the drive assembly 8082. is similar to the previous embodiment in that it is defined by , but in this embodiment the axes A1, A2 are the same. Furthermore, when compared to the other embodiments described above, the eighth embodiment of the end effector 8040 has a driving mechanism similar to the fifth, sixth, and seventh embodiments, as described in more detail below. Different configurations of manipulator assembly 8088, drive assembly 8082, first rotational lock RL1 and second rotational lock RL2 cooperate to secure tool 8042 in a "top loading" manner via conduit 8462 , as well as an axial lock AL.

図49A~図49Bを次に参照すると、上述したように、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、駆動アセンブリ8082および回転機器8080のアクチュエータ8166は一体形成されるため、機器ハウジング8168および駆動体8250は、同じ構成要素(以下、駆動体8250と呼ぶ)によって実現される。取付具8078は、駆動体8250に動作可能に取り付けられ、または他の方法で駆動体8250の一部として形成され、手術用ロボット32(図1参照)のロボットアーム36の結合具38に解放可能に取り付けられるように同様に適合される。取付具8078に加えて、操作具アセンブリ8088および保持機構8664もまた、駆動体8250に動作可能に取り付けられる。さらに、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、駆動体8250は、アクチュエータサブアセンブリ8666、減速ギアセット8286、および駆動導管8462を収容し(図50参照)、アクチュエータサブアセンブリ8666は、回転機器8080およびそのアクチュエータ8166として働き、または他の方法で回転機器8080およびそのアクチュエータ8166を画定する。図56A~図59Bに関連して以下により詳細に説明するように、保持機構8664は、保護カバー8350を備え、第2の軸A2に沿って駆動導管8462へのツール8042の保持を容易にするように構成される。 49A-49B, as discussed above, in the eighth embodiment of the end effector 8040, the drive assembly 8082 and the actuator 8166 of the rotary instrument 8080 are integrally formed so that the instrument housing 8168 and the drive body 8250 is realized by the same component (hereinafter referred to as driver 8250). The fixture 8078 is operably attached to or otherwise formed as part of the driver 8250 and is releasable to the coupling 38 of the robotic arm 36 of the surgical robot 32 (see FIG. 1). Similarly adapted to be attached to. In addition to the mount 8078, a handle assembly 8088 and retention mechanism 8664 are also operably attached to the driver 8250. Further, in the eighth embodiment of the end effector 8040, the driver 8250 houses an actuator subassembly 8666, a reduction gear set 8286, and a drive conduit 8462 (see FIG. 50), and the actuator subassembly 8666 and actuator 8166 thereof, or otherwise define rotating device 8080 and actuator 8166 thereof. As described in more detail below in connection with FIGS. 56A-59B, retention mechanism 8664 includes a protective cover 8350 to facilitate retention of tool 8042 to drive conduit 8462 along second axis A2. It is configured as follows.

図50に最もよく示すように、アクチュエータサブアセンブリ8666は概して、ロータサブアセンブリ8668およびステータサブアセンブリ8670を備える。ロータサブアセンブリ8668は、ステータサブアセンブリ8670内へ遠位に受け取られるように構成され、下部カバー8524を介して駆動体8250内で保持される。ステータサブアセンブリ8670は、駆動体8250内へ近位に受け取られ、アクチュエータ端板8672を介して保持され、アクチュエータ端板8672は、駆動体8250にねじ係合するように配置される(図57も参照されたい)。ステータサブアセンブリ8670は、ステータ8674(概略的に示す)およびモータセンサ8676を備え、モータセンサ8676は、とりわけアクチュエータ8166のコミュテーションを生じさせるために使用され、本明細書に示す代表的な実施形態では、アクチュエータ8166は、ロータアセンブリ8668の一部として形成されたロータ8678を有するインランナブラシレス直流電気モータとして実現される。 As best shown in FIG. 50, actuator subassembly 8666 generally includes a rotor subassembly 8668 and a stator subassembly 8670. Rotor subassembly 8668 is configured to be received distally into stator subassembly 8670 and is retained within driver 8250 via bottom cover 8524. A stator subassembly 8670 is received proximally into the driver body 8250 and is retained via an actuator end plate 8672, which is positioned for threaded engagement with the driver body 8250 (see also FIG. 57). Please refer). Stator subassembly 8670 includes a stator 8674 (schematically shown) and a motor sensor 8676, which is used to effect commutation of actuator 8166, among other things, in the exemplary embodiments shown herein. Here, actuator 8166 is implemented as an inrunner brushless DC electric motor with rotor 8678 formed as part of rotor assembly 8668.

より具体的には、図51に最もよく示すように、ロータアセンブリ8668は、ロータ8678、減速ギアセット8286、および駆動導管8462を備える。ここで、ロータ8678は、略管形の形状を有し、キャリアシャフト8422内に形成されたパーチ8680上に位置し、したがって、この実施形態ではやはり略管形の形状を有するキャリアシャフト8422が、ロータ8678を通って延びる。アクチュエータリングクランプ8682が、ねじ係合を介してロータ8678をキャリアシャフト8422に固定し、キャリアシャフト8422は、駆動体8250内に配置されたベアリング8262によって支持され、したがって、減速ギアセット8286のロータ8678およびキャリアシャフト8422が、第2の軸A2(またこの実施形態では、第1の軸A1)の周りを同時に回転する。第8の実施形態では、キャリアシャフト8422はまた、減速ギアセット8286の第2のキャリア8298Bを画定し、以下により詳細に説明するように、第2の回転係止具RL2および駆動アセンブリ8082の駆動孔8478の近位入口8480の両方を画定する。 More specifically, as best shown in FIG. 51, rotor assembly 8668 includes rotor 8678, reduction gear set 8286, and drive conduit 8462. Here, the rotor 8678 has a generally tubular shape and is located on a perch 8680 formed in the carrier shaft 8422, so that in this embodiment the carrier shaft 8422, which also has a generally tubular shape, Extending through rotor 8678. An actuator ring clamp 8682 secures the rotor 8678 to the carrier shaft 8422 via a threaded engagement, which is supported by a bearing 8262 disposed within the drive body 8250 and thus locks the rotor 8678 of the reduction gear set 8286. and carrier shaft 8422 simultaneously rotate about second axis A2 (also, in this embodiment, first axis A1). In the eighth embodiment, the carrier shaft 8422 also defines a second carrier 8298B of a reduction gear set 8286 and a drive for the second rotational stop RL2 and drive assembly 8082, as described in more detail below. Both proximal entrances 8480 of holes 8478 are defined.

図51および図57を次に参照すると、駆動導管8462は、第2の軸A2に沿って近位導管端8684と遠位導管端8686との間に延び、近位導管端8684と遠位導管端8686との間に駆動アセンブリ8082の駆動孔8478の一部を形成する。第1の回転係止具RL1は、駆動導管8462の近位導管端8684に形成された第1の切欠8688として実現され、以下により詳細に説明するように、第2の軸A2の周りを回転するように、特定のツール8042を回転可能に固定するように構成される。減速ギアセット8286の第1の太陽歯車8292Aは、駆動導管8462と同時に回転するように、1つまたは複数の保持ピン8690(図59A~図59B参照)を介して遠位導管端8686で固定される。第1の太陽歯車8292Aは、第1の組の遊星歯車8290Aに噛合係合するように配置され、第1の組の遊星歯車8290Aはまた、リング歯車8288に噛合係合するように配置される。第1の組の遊星歯車8290Aは、第1のキャリア8298Aによって支持され、第1のキャリア8298Aは、キャリアシャフト8422によって画定された第2のキャリア8298Bのように、第2の太陽歯車8292Bに結合された略管形の形状を有し、駆動導管8462は、第2の太陽歯車8292Bを通って延びる。ここで、第1の組の遊星歯車8290Aは、ベアリング8262によって支持され、ベアリング8262は、第1のキャリア8298Aに結合された第1の組のピン8294Aによって支持される。 51 and 57, drive conduit 8462 extends along second axis A2 between proximal conduit end 8684 and distal conduit end 8686, and includes End 8686 forms a portion of drive hole 8478 of drive assembly 8082 . The first rotational stop RL1 is realized as a first notch 8688 formed in the proximal conduit end 8684 of the drive conduit 8462 and rotates about a second axis A2, as described in more detail below. The particular tool 8042 is configured to rotatably secure the particular tool 8042 to do so. A first sun gear 8292A of reduction gear set 8286 is secured at distal conduit end 8686 via one or more retaining pins 8690 (see FIGS. 59A-59B) for simultaneous rotation with drive conduit 8462. Ru. The first sun gear 8292A is arranged in meshing engagement with a first set of planet gears 8290A, which is also arranged in meshing engagement with a ring gear 8288. . A first set of planet gears 8290A is supported by a first carrier 8298A, and the first carrier 8298A is coupled to a second sun gear 8292B, such as a second carrier 8298B defined by a carrier shaft 8422. Drive conduit 8462 extends through second sun gear 8292B. Here, a first set of planetary gears 8290A is supported by a bearing 8262, which is supported by a first set of pins 8294A coupled to a first carrier 8298A.

第2の太陽歯車8292Bは、1つまたは複数の保持ピン8690(図57参照)を介して第1のキャリア8298Aに固定され、第2の組の遊星歯車8290Bに噛合係合するように配置され、第2の組の遊星歯車8290Bはまた、リング歯車8288に噛合係合するように配置され、キャリアシャフト8422によって画定された第2のキャリア8298Bによって支持される。より具体的には、この実施形態では、キャリアシャフト8422は、遠位キャリア端8692と近位キャリア端8694との間に延び、減速ギアセット8286の第2のキャリア8298Bは、遠位キャリア端8692に隣接して配置される。ここで、第2の組の遊星歯車8290Bは、ベアリング8262によって支持され、ベアリング8262は、第2のキャリア8298Bに結合された第2の組のピン8294Bによって支持される。以下により詳細に説明するように、第2の回転係止具RL2は、第1の回転係止具RL1とは異なり、キャリアシャフト8422の近位キャリア端8694に形成された第2の切欠8696として実現され、第1の回転係止具RL1の回転に依存することなく、第2の軸A2の周りを回転するように、特定のツール8042を回転可能に固定するように構成される。 A second sun gear 8292B is secured to the first carrier 8298A via one or more retaining pins 8690 (see FIG. 57) and is positioned in meshing engagement with a second set of planet gears 8290B. , a second set of planetary gears 8290B is also positioned in mating engagement with ring gear 8288 and supported by a second carrier 8298B defined by carrier shaft 8422. More specifically, in this embodiment, carrier shaft 8422 extends between distal carrier end 8692 and proximal carrier end 8694, and second carrier 8298B of reduction gear set 8286 extends between distal carrier end 8692 and proximal carrier end 8694. placed adjacent to. Here, a second set of planetary gears 8290B is supported by a bearing 8262, which is supported by a second set of pins 8294B coupled to a second carrier 8298B. As described in more detail below, the second rotational stop RL2 is different from the first rotational stop RL1 as a second notch 8696 formed in the proximal carrier end 8694 of the carrier shaft 8422. realized and configured to rotatably fix the particular tool 8042 for rotation about the second axis A2, independent of the rotation of the first rotational lock RL1.

エンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、減速ギアセット8286は、キャリアシャフト8422(上述したように、アクチュエータ8166のロータ8678と同時に回転する)内に形成された第2の切欠8696によって画定された第2の回転係止具RL2と、駆動アセンブリ8082の駆動導管8462内に形成された第1の切欠8688によって画定された第1の回転係止具RL1との間に、トルクの低減(および速度の増大)をもたらす2段遊星構成を用いる。言い換えれば、第8の実施形態では、駆動導管8462(および第1の回転係止具RL1)は、アクチュエータ8166(および第2の回転係止具RL2)より速い速度で回転する。さらに、第8の実施形態では、第2の回転係止具RL2の第2の軸A2の周りの回転は、アクチュエータ8166の第1の軸A1(この実施形態では、第2の軸A2と一致する)の周りの回転に対して、1:1の比で生じる。駆動導管8462とキャリアシャフト8422との間の相対回転は、第1のキャリア8298A上およびキャリアシャフト8422内に支持されたベアリング8262を介して容易になる(図57参照)。以下により詳細に説明するように、ツール8042が、第1の回転係止具RL1に係合して駆動導管8462と同時に回転するか、それとも第2の回転係止具RL2に係合してアクチュエータ8166と同時に回転するかにかかわらず、ツール8042がエンドエフェクタ8040に固定されているとき、ツール体8466の少なくとも一部分は、駆動導管8462を通って第2の軸A2に沿って延びる。 In an eighth embodiment of the end effector 8040, the reduction gear set 8286 is defined by a second notch 8696 formed in the carrier shaft 8422 (which rotates simultaneously with the rotor 8678 of the actuator 8166, as described above). A torque reduction (and speed A two-stage planetary configuration is used that provides an increase in In other words, in the eighth embodiment, drive conduit 8462 (and first rotational stop RL1) rotates at a faster speed than actuator 8166 (and second rotational stop RL2). Furthermore, in the eighth embodiment, the rotation of the second rotational stop RL2 about the second axis A2 is coupled to the first axis A1 (in this embodiment, coincident with the second axis A2) of the actuator 8166. occurs in a 1:1 ratio for rotations around Relative rotation between drive conduit 8462 and carrier shaft 8422 is facilitated via a bearing 8262 supported on first carrier 8298A and within carrier shaft 8422 (see FIG. 57). As described in more detail below, the tool 8042 may engage a first rotational stop RL1 to rotate simultaneously with the drive conduit 8462 or a second rotational stop RL2 to rotate the actuator. Whether rotating simultaneously with 8166 or not, when tool 8042 is secured to end effector 8040, at least a portion of tool body 8466 extends through drive conduit 8462 along second axis A2.

上述したように、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態は、異なる構成の操作具アセンブリ8088および入力操作具8092を備え、入力操作具8092は、使用者によって係合されると、アクチュエータ8166によって生成される回転トルクを介してツール8042を駆動することを容易にするように配置される。図50に最もよく示すように、操作具アセンブリ8088は、概して、第1の操作サブアセンブリ8698と、1つまたは複数のファスナなどを介して第1の操作サブアセンブリ8698に動作可能に取り付けられた第2の操作サブアセンブリ8700とを備える(図57参照)。より具体的には、第1の操作サブアセンブリ8698は、上部取付板8702およびグリップ取付具8704を備え、グリップ取付具8704に第2の操作サブアセンブリ8698が取り付けられる。以下により詳細に説明するように、保持機構8664は、上部取付板8702に隣接して動作可能に取り付けられ、上部取付板8702はまた、概して8706で示す1対のインジケータハウジングを支持する。さらに、グリップ取付具8704は、以下により詳細に説明するように、保持機構8664の保護カバー8350を解放可能に固定するように構成された保護ロックサブアセンブリ8708を備える。 As discussed above, the eighth embodiment of the end effector 8040 includes a differently configured manipulator assembly 8088 and an input manipulator 8092 that, when engaged by a user, generates a The tool 8042 is arranged to facilitate driving the tool 8042 through a rotational torque applied to the tool 8042. As best shown in FIG. 50, the manipulator assembly 8088 is generally operably attached to the first manipulator subassembly 8698 and the first manipulator subassembly 8698, such as through one or more fasteners. and a second operation subassembly 8700 (see FIG. 57). More specifically, the first manipulation subassembly 8698 includes a top mounting plate 8702 and a grip mount 8704 to which the second manipulation subassembly 8698 is attached. As described in more detail below, a retention mechanism 8664 is operably mounted adjacent to an upper mounting plate 8702, which also supports a pair of indicator housings, shown generally at 8706. Additionally, grip fixture 8704 includes a protective lock subassembly 8708 configured to releasably secure protective cover 8350 of retention mechanism 8664, as described in more detail below.

アクチュエータ端板8672に加えて、回路基板8710および中間取付板8712もまた、ステータサブアセンブリ8670と第1の操作サブアセンブリ8698の上部取付板8702との間に介在する。ここで、アクチュエータ端板8672は、ねじ係合を介して駆動体8250に固定され、回路基板8710は、1つまたは複数のファスナを介してアクチュエータ端板8672に固定される。同様に、中間取付板8712は、1つまたは複数のファスナを介して駆動体8250に固定され、上部取付板8702は、1つまたは複数のファスナを介して中間取付板8712に固定される。中間取付板8712は、様々なシール8270およびファスナ(例えば、ボルト、サークリップなど)を支持し、概してエンドエフェクタ8040の組立ての容易さを促進する。 In addition to the actuator end plate 8672, a circuit board 8710 and an intermediate mounting plate 8712 are also interposed between the stator subassembly 8670 and the upper mounting plate 8702 of the first operating subassembly 8698. Here, actuator end plate 8672 is secured to actuator end plate 8672 via threaded engagement and circuit board 8710 is secured to actuator end plate 8672 via one or more fasteners. Similarly, intermediate mounting plate 8712 is secured to driver 8250 via one or more fasteners, and upper mounting plate 8702 is secured to intermediate mounting plate 8712 via one or more fasteners. Intermediate mounting plate 8712 supports various seals 8270 and fasteners (eg, bolts, circlips, etc.) and generally facilitates ease of assembly of end effector 8040.

図示の実施形態では、ステータサブアセンブリ8670は、割出しタブ8714を備え、割出しタブ8714は、下部カバー8524から離れて、アクチュエータ端板8672内に形成された板開口8716および回路基板8710内に形成された基板開口8718の両方を通って延びる。この構成は、駆動体8250および駆動体8250内に支持されたモータセンサ8676に対するステータアセンブリ8670の位置合わせを容易にすることを助け、図示の実施形態では、モータセンサ8676は、回路基板8710に取り付けられた基板コントローラ8720(概略的に示す、電気接続は図示せず)と電気通信するように配置される。ここで、基板コントローラ8720は、以下により詳細に説明するように、とりわけ手術用システム30の他の構成要素と通信し、アクチュエータ8166のコミュテーションおよび/または動作を容易にし、エンドエフェクタ8040の様々な入力(例えば、追加のセンサ)および/または出力(例えば、インジケータ)を制御するために利用することができる。 In the illustrated embodiment, the stator subassembly 8670 includes an indexing tab 8714 that extends away from the bottom cover 8524 into a plate opening 8716 formed in the actuator end plate 8672 and into the circuit board 8710. Extending through both substrate openings 8718 formed. This configuration helps facilitate alignment of stator assembly 8670 with respect to driver 8250 and motor sensor 8676 supported within driver 8250, which in the illustrated embodiment is attached to circuit board 8710. and a board controller 8720 (shown schematically, electrical connections not shown). Here, substrate controller 8720 communicates with other components of surgical system 30, facilitates commutation and/or operation of actuator 8166, and various functions of end effector 8040, as described in more detail below. It can be utilized to control inputs (eg, additional sensors) and/or outputs (eg, indicators).

図52~図54を次に参照すると、第2の操作サブアセンブリ8700は、1つまたは複数のファスナなどによって、第1の操作サブアセンブリ8698のグリップ取付具8704に動作可能に取り付けられる。第2の操作サブアセンブリ8700は、概して、グリップ8090と、入力操作具8092と、入力操作具8092内に位置する操作付勢要素8212とを備える(図54参照)。ここでエンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間の入力操作具8092の動きは、グリップ8090に固定された操作センサキーパ8724内に支持された操作センサ8722を介して判定され(図53A~図53B参照)、入力操作具8092は、ピンおよびスロット配置を介してグリップ8090に対して保持される(詳細には図示せず)。 52-54, the second manipulation subassembly 8700 is operably attached to the grip attachment 8704 of the first manipulation subassembly 8698, such as by one or more fasteners. The second manipulation subassembly 8700 generally includes a grip 8090, an input manipulation 8092, and a manipulation biasing element 8212 located within the input manipulation 8092 (see FIG. 54). Here, in the eighth embodiment of the end effector 8040, movement of the input operating tool 8092 between the first input position I1 and the second input position I2 is supported within an operation sensor keeper 8724 fixed to the grip 8090. The input operating tool 8092 is held against the grip 8090 via a pin and slot arrangement (not shown in detail).

操作センサ8722は、回路基板8710上に取り付けられた基板コントローラ8720と電気通信するように配置され(図50参照、電気接続は図示せず)、入力操作具8092に結合された第1の操作用発信体8726および第2の操作用発信体8728の動きに応答して、第1の入力位置I1と第2の入力位置I2との間を同時に動く(図54参照)。この目的で、入力操作具8092は、第1の入力位置I1にあるとき、第1の操作用発信体8726が操作センサ8722に隣接して配置され、第2の入力位置I2にあるとき、第2の操作8728が操作センサ8722に隣接して配置されるように構成される。操作センサキーパ8724はまた、入力ボタン8730を支持し、入力ボタン8730は同様に、基板コントローラ8720(図50参照、電気接続は図示せず)と電気通信するように配置され、使用者によって係合されるように配置される。入力ボタン8730は、ファスナを介してグリップ8090に固定されたグリップカバー8734内に形成されたカバー開口8732内に位置し、使用者によって係合されると、手術用システム30の追加の制御を容易にするように配置される。入力ボタン8730は、エンドエフェクタ8040の複数の異なる態様の制御(例えば、触覚モードへの切換え)を容易にするように構成することもできることが理解されよう。他の構成も企図される。 An operational sensor 8722 is disposed in electrical communication with a board controller 8720 mounted on a circuit board 8710 (see FIG. 50, electrical connections not shown) and a first operational sensor coupled to an input control 8092. In response to movement of the transmitter 8726 and the second operating transmitter 8728, they simultaneously move between the first input position I1 and the second input position I2 (see FIG. 54). To this end, when the input operating tool 8092 is in the first input position I1, the first operating transmitter 8726 is arranged adjacent to the operating sensor 8722, and when in the second input position I2, the first operating transmitter 8726 is arranged adjacent to the operating sensor 8722. Two operations 8728 are arranged adjacent to the operation sensor 8722. The operational sensor keeper 8724 also supports an input button 8730, which is also positioned in electrical communication with the board controller 8720 (see FIG. 50, electrical connections not shown) and can be engaged by the user. It is arranged so that Input button 8730 is located within a cover opening 8732 formed in a grip cover 8734 secured to grip 8090 via a fastener and, when engaged by the user, facilitates additional control of surgical system 30. It is arranged so that It will be appreciated that the input button 8730 can also be configured to facilitate controlling multiple different aspects of the end effector 8040 (eg, switching to haptic mode). Other configurations are also contemplated.

入力操作具8092および入力ボタン8730に加えて、第2の操作サブアセンブリ8700はまた、使用者による係合を介して左右のスイッチ位置(詳細には図示せず)間をグリップ8090に対して旋回するようにスイッチシャフト8738によって支持された入力スイッチ8736を備える。ここで、基板コントローラ8720と電気通信するように配置されたスイッチセンサ8740が、グリップ8090内に位置する(図50参照、電気接続は図示せず)。スイッチセンサ8740は、入力スイッチ8736に結合されたスイッチ用発信体8742の動きに応答して、グリップ8090に対して同時に動く。図示の実施形態では、使用者からの係合解除中に入力スイッチ8736を左右のスイッチ位置のうちの一方で維持するために、概して8744で示すスイッチ戻り止め配置が設けられる。詳細には図示しないが、スイッチ用発信体8742は、スイッチ戻り止め配置8744によって維持された左右のスイッチ位置のうちの一方でスイッチセンサ8740に隣接して配置され、左右のスイッチ位置のうちの他方でスイッチセンサ8740から隔置され、したがって、基板コントローラ8720は、左右のスイッチ位置間で区別することができる。上述した入力ボタン8730のように、入力スイッチ8736の動きを利用して、手術用システム30の追加の制御を容易にすることができる。非限定的な例として、上述した左右のスイッチ位置間の入力スイッチ8736の動きは、例えば、ツール8042を第2の軸A2の周りで時計回り方向および反時計回り方向に回転させるための、それぞれの「順」方向および「逆」方向のアクチュエータ8166の動作に対応することができる。他の構成も企図される。 In addition to input controls 8092 and input buttons 8730, second control subassembly 8700 also pivots relative to grip 8090 between left and right switch positions (not shown in detail) through engagement by the user. An input switch 8736 is supported by a switch shaft 8738 to do so. Here, a switch sensor 8740 is located within grip 8090 that is placed in electrical communication with substrate controller 8720 (see FIG. 50, electrical connections not shown). Switch sensor 8740 simultaneously moves relative to grip 8090 in response to movement of switch emitter 8742 coupled to input switch 8736 . In the illustrated embodiment, a switch detent arrangement, shown generally at 8744, is provided to maintain the input switch 8736 in one of the left and right switch positions during disengagement from the user. Although not shown in detail, a switch emitter 8742 is disposed adjacent to the switch sensor 8740 in one of the left and right switch positions maintained by the switch detent arrangement 8744 and in the other of the left and right switch positions. The board controller 8720 is spaced apart from the switch sensor 8740 at a position such that the board controller 8720 can distinguish between left and right switch positions. Like input button 8730 described above, movement of input switch 8736 can be utilized to facilitate additional control of surgical system 30. As a non-limiting example, movement of the input switch 8736 between the left and right switch positions described above may, for example, rotate the tool 8042 about the second axis A2 in a clockwise direction and a counterclockwise direction, respectively. operation of the actuator 8166 in the "forward" and "reverse" directions. Other configurations are also contemplated.

図55~図57を次に参照すると、第1の操作サブアセンブリ8698は、第1の保護位置U1で保持機構8664の保護カバー8350を解放可能に固定することを容易にするように構成され、第8の実施形態では、第1の保護位置U1は、ツール8042が第1の回転係止具RL1および第2の回転係止具RL2のうちの一方によって回転可能にも、軸方向係止具ALによって軸方向にも保持されることを確実にする。ここで、以下に続く保持機構8664の説明から理解されるように、第1の保護位置U1はまた、ロック形態ACLにおける軸方向係止具ALの動作を画定し、上述したエンドエフェクタ2040の第2の実施形態とは異なり、手動インターフェース8094へのアクセスを促進する。 55-57, the first manipulation subassembly 8698 is configured to facilitate releasably securing the protective cover 8350 of the retention mechanism 8664 in the first protective position U1; In the eighth embodiment, the first protected position U1 is such that the tool 8042 is rotatable by one of the first rotational stop RL1 and the second rotational stop RL2, and the axial stop Ensure that it is also held axially by the AL. Here, as will be understood from the description of the retention mechanism 8664 that follows, the first protection position U1 also defines the operation of the axial stop AL in the locking configuration ACL and the first protection position U1 of the end effector 2040 described above. 2 embodiment, facilitates access to a manual interface 8094.

ロック形態ACLにおける軸方向係止具ALの動作を維持するために、第1の操作サブアセンブリ8698の保護ロックサブアセンブリ8708は、グリップ取付具8704に対する保持機構8664の保護カバー8350の動きを選択的に抑制する。この目的で、図55に最もよく示すように、保護ロックサブアセンブリ8708は、キーパ取付具8750をグリップ取付具8704に固定するファスナによって画定されたレバーファスナシャンク8748を介して、グリップ取付具8704に対して旋回するように支持された保護レバー8746を備える。保護レバー8746は、レバーファスナシャンク8748上に支持された1対のワッシャ8214間に配置されており、レバーつめ8752を備え、レバーつめ8752は、以下により詳細に説明するように、レバー付勢要素8756を介して保持機構8664のつめ停止部材8754に係合するように配置される。キーパ取付具8750はまた、ロック形態ACLと解放形態ACRとの間を同時に動くように保護レバー8746に結合されたレバー用発信体8760の動きに応答するレバーセンサ8758を支持する。保護ロックサブアセンブリ8708はまた、キーパ取付具8750に結合された上部垂直止め8762と、それぞれグリップ取付具8704に結合された下部垂直止め8764および側方止め8766とを備える。以下により詳細に説明するように、ロック形態ACLで、つめ停止部材8754は、レバーつめ8752と側方止め8766との間に係合するように配置され、上部垂直止め8762および下部垂直止め8764はそれぞれ、それぞれ保持機構8664に結合された上部垂直部材8768および下部垂直部材8770に係合する(図56C参照)。 The protective locking subassembly 8708 of the first operating subassembly 8698 selectively restricts movement of the protective cover 8350 of the retention mechanism 8664 relative to the grip fixture 8704 to maintain movement of the axial stop AL in the locking configuration ACL. to be suppressed. To this end, as best shown in FIG. A protection lever 8746 is provided so as to be pivoted relative to the protection lever 8746. A protective lever 8746 is disposed between a pair of washers 8214 supported on a lever fastener shank 8748 and includes a lever pawl 8752 that engages a lever biasing element, as described in more detail below. The pawl stop member 8754 of the retention mechanism 8664 is positioned to engage the pawl stop member 8754 of the retaining mechanism 8664 via the pawl stop member 8756 . The keeper fixture 8750 also supports a lever sensor 8758 that is responsive to movement of a lever transmitter 8760 coupled to the guard lever 8746 for simultaneous movement between a locked configuration ACL and a released configuration ACR. The protective lock subassembly 8708 also includes an upper vertical stop 8762 coupled to the keeper fixture 8750 and lower vertical stops 8764 and lateral stops 8766, each coupled to the grip fixture 8704. As described in more detail below, in lock configuration ACL, pawl stop member 8754 is positioned to engage between lever pawl 8752 and lateral stop 8766, and upper vertical stop 8762 and lower vertical stop 8764 are Each engages an upper vertical member 8768 and a lower vertical member 8770, each coupled to a retention mechanism 8664 (see FIG. 56C).

図55を引き続き参照すると、第1の操作サブアセンブリ8698の保護ロックサブアセンブリ8708はまた、グリップ取付具8704内で下部垂直止め8764に隣接して支持された保護センサ8772を備える。保護センサ8772は、保持機構8664に結合された保護用発信体8774(図56Bおよび図56D参照)の位置の変化に応答する。保護センサ8772およびレバーセンサ8758はどちらも、基板コントローラ8720と電気通信するように配置されており(図50参照、電気接続は図示せず)、以下により詳細に説明するように、ロック形態ACLと解放形態ACRとの間の軸方向係止具ALの動作を判定するように協働する。さらに、第1の操作サブアセンブリ8698の上部取付板8702に結合されたインジケータハウジング8706はそれぞれ、1対のインジケータモジュール8776(例えば、発光ダイオード)を備え、インジケータモジュール8776は同様に、基板コントローラ8720と電気通信するように配置されており(図50参照、電気接続は図示せず)、エンドエフェクタ8040に関連する様々な対応する構成もしくは動作パラメータまたは他の形で所定の構成もしくは動作パラメータに応答して、色、状態、明るさなどを変化させることによって、視覚フィードバックを使用者に提供するために用いることができる。非限定的な例として、インジケータモジュール8776は、軸方向係止具ALが解放形態ACRにあるときに赤色光を放出することができ、軸方向係止具ALがロック形態ACLにあるときは緑色光を放出することができる。他の構成も企図される。 With continued reference to FIG. 55, the protective lock subassembly 8708 of the first operating subassembly 8698 also includes a protective sensor 8772 supported within the grip fixture 8704 adjacent to the lower vertical stop 8764. The protection sensor 8772 is responsive to changes in the position of a protection emitter 8774 (see FIGS. 56B and 56D) coupled to the retention mechanism 8664. The protection sensor 8772 and the lever sensor 8758 are both placed in electrical communication with the board controller 8720 (see FIG. 50, electrical connections not shown) and are connected to the lock configuration ACL, as described in more detail below. It cooperates to determine the movement of the axial lock AL between the release configuration ACR. Additionally, the indicator housings 8706 coupled to the top mounting plate 8702 of the first operating subassembly 8698 each include a pair of indicator modules 8776 (e.g., light emitting diodes), which likewise include a board controller 8720 and a pair of indicator modules 8776 (e.g., light emitting diodes). The end effector 8040 is arranged in electrical communication (see FIG. 50, electrical connections not shown) and responsive to various corresponding or otherwise predetermined configurations or operating parameters associated with the end effector 8040. can be used to provide visual feedback to the user by changing color, status, brightness, etc. As a non-limiting example, the indicator module 8776 can emit a red light when the axial lock AL is in the released configuration ACR and a green light when the axial lock AL is in the locked configuration ACL. Can emit light. Other configurations are also contemplated.

第1の操作サブアセンブリ8698および第2の操作サブアセンブリ8700に動作可能に取り付けられた様々な電気構成要素と、回路基板8710上に取り付けられた基板コントローラ8720および/または他の構成要素との間の電気通信は、それだけに限定されるものではないが、有線接続、無線通信などを含む複数の異なる方法で容易にすることができることが理解されよう。さらに、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、操作具アセンブリ8088は、概して駆動体8250に対して動くように配置されていないが、いくつかの実施形態では、操作具アセンブリ8088のすべてまたは一部分は、動くように、または他の方法で使用者によって選択的に位置決めされるように構成することもできることが理解されよう。非限定的な例として、グリップ8090のすべてまたは一部分は、1つまたは複数のセンサ、ボタンなどが回路基板8710および/または駆動体8250に対してグリップ8090と同時に動くように、可動(例えば、回転可能)とすることができる。そのような実施形態では、開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、「Rotating Switch Sensor for a Robotic System」という名称の2018年5月31日出願の米国仮特許出願第62/678,838号に記載されているように、電気通信を容易にすることができる。他の構成も企図される。 between various electrical components operably attached to first operating subassembly 8698 and second operating subassembly 8700 and a board controller 8720 and/or other components mounted on circuit board 8710; It will be appreciated that telecommunications for can be facilitated in a number of different ways, including, but not limited to, wired connections, wireless communications, and the like. Additionally, in the eighth embodiment of end effector 8040, handle assembly 8088 is generally not arranged to move relative to driver 8250, although in some embodiments all or a portion of handle assembly 8088 It will be appreciated that the can also be configured to move or otherwise be selectively positioned by the user. As a non-limiting example, all or a portion of grip 8090 may be movable (e.g., rotated) such that one or more sensors, buttons, etc. move simultaneously with grip 8090 relative to circuit board 8710 and/or driver 8250. possible). In such embodiments, U.S. Provisional Patent Application No. 62/678, filed May 31, 2018, entitled "Rotating Switch Sensor for a Robotic System," the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. , 838. Other configurations are also contemplated.

図49Bを次に参照すると、回転切断ツール8044、および固定具8050を有する回転駆動ツール8048という、エンドエフェクタ8040の駆動導管8462に「トップローディング」で取り付けられるように構成された2つのタイプのツール8042が示されている。ここで、ツール8042はそれぞれ、ツール体8466上でインターフェース端8468と作業端8470との間に形成されたベアリング要素8778を備える。ベアリング要素8778は、遠位出口8482に隣接して画定された駆動孔8478の一部分を画定するベアリング8262を係合するように成形および配置される(図59B参照)。この構成により、第2の軸A2の周りを回転するようにツール8042の位置合わせを促進することを助ける。各ツール8042はまた、ツール体8466のインターフェース端8468に配置された近位キー体8780を備える。図49Bに示す代表的なツール8042のそれぞれに対する近位キー体8780は互いに異なるが、それぞれ第2の軸A2に実質的に直交する近位キー面8782を画定する。円筒形の外側形状を有する近位キー要素8784が、ツール体8466の作業端8470から離れる方向に、近位キー面8782から延びる。以下により詳細に説明するように、近位キー面8782および近位キー要素8784は、保持機構8664と協働して、軸方向係止具ALの動作を容易にする。 Referring now to FIG. 49B, two types of tools are configured to be "top-loaded" attached to the drive conduit 8462 of the end effector 8040: a rotary cutting tool 8044, and a rotary drive tool 8048 with a fixture 8050. 8042 is shown. Here, the tools 8042 each include a bearing element 8778 formed on the tool body 8466 between an interface end 8468 and a working end 8470. Bearing element 8778 is shaped and positioned to engage bearing 8262 that defines a portion of drive bore 8478 defined adjacent distal outlet 8482 (see FIG. 59B). This configuration helps facilitate alignment of tool 8042 to rotate about second axis A2. Each tool 8042 also includes a proximal key body 8780 located at the interface end 8468 of the tool body 8466. The proximal key bodies 8780 for each of the exemplary tools 8042 shown in FIG. 49B are different, but each define a proximal key surface 8782 that is substantially orthogonal to the second axis A2. A proximal key element 8784 having a cylindrical outer shape extends from the proximal key face 8782 in a direction away from the working end 8470 of the tool body 8466. As described in more detail below, proximal keying surface 8782 and proximal keying element 8784 cooperate with retention mechanism 8664 to facilitate movement of axial lock AL.

第8の実施形態では、図示のタイプのツール8042はそれぞれ、近位キー要素8784とベアリング要素8778との間に介在する異なる構成の導管回転保持器8464を有する。より具体的には、回転切断ツール8044は、第1の切欠要素8788と、第1のシート面8792を画定する第1のシートフランジ8790とを有する第1のシート要素8786を備え、回転駆動ツール8048は、第2の切欠要素8796と、第2のシート面8800を画定する第2のシートフランジ8798とを有する第2のシート要素8794を備える。第1のシート要素8786は、駆動導管8462内に配置されるように成形および配置され、第1の切欠要素8788は、第1の切欠8688内に配置され、第1のシート面8792は、駆動導管8462の近位導管端8684に当接して、第1の回転係止具RL1を画定する(図58A~図58D参照)。第2のシート要素8794は、キャリアシャフト8422内に配置されるように成形および配置され、第2の切欠要素8796は、第2の切欠8696内に配置され、第2のシート面8800は、キャリアシャフト8422の近位キャリア端8694に当接して、第2の回転係止具RL2を画定する(図63A~図63E参照、詳細には図示せず)。 In an eighth embodiment, tools 8042 of the type shown each have a different configuration of conduit rotation retainer 8464 interposed between proximal key element 8784 and bearing element 8778. More specifically, the rotary cutting tool 8044 includes a first seat element 8786 having a first notch element 8788 and a first seat flange 8790 defining a first seat surface 8792, and the rotary cutting tool 8044 8048 includes a second seat element 8794 having a second cutout element 8796 and a second seat flange 8798 defining a second seat surface 8800. The first seat element 8786 is shaped and arranged to be disposed within the drive conduit 8462, the first cutout element 8788 is disposed within the first cutout 8688, and the first seat surface 8792 is shaped and arranged to be disposed within the drive conduit 8462; Abutting proximal conduit end 8684 of conduit 8462 defines a first rotational stop RL1 (see FIGS. 58A-58D). The second seat element 8794 is shaped and arranged to be disposed within the carrier shaft 8422, the second cutout element 8796 is disposed within the second cutout 8696, and the second seat surface 8800 is shaped and arranged to be disposed within the carrier shaft 8422. Abutting the proximal carrier end 8694 of the shaft 8422 defines a second rotational stop RL2 (see FIGS. 63A-63E, not shown in detail).

図56A~図57を次に参照すると、上述したように、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、保持機構8664は、軸方向係止具ALを画定し、保護カバー8350を備える。ここで、保護カバー8350は同様に、駆動導管8462に対するツール8042の「トップローディング」の挿入および取り外しを容易にするように、第1の保護位置U1(図56A~図56D参照)から第2の保護位置U2(図57参照)へ可動である。さらに、軸方向係止具ALは、ロック形態ACL(図56A~図56B参照)と解放形態ACR(図56C~図56D参照)との間で、保護ロックサブアセンブリ8708に対して係合および係合解除するように動かすことができる。ここでエンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、軸方向係止具ALをロック形態ACLへ動かす前に、保護カバー8350を第1の保護位置U1に配置する必要があり、これにより同時に、保持機構8664を介して固定されたツール8042と駆動導管8462との間の相対運動を制限し、保護ロックサブアセンブリ8708を介して保護カバー8350と駆動体8250との間の相対運動も制限する。この目的で、図56Bおよび図57に最もよく示すように、保護カバー8350の保護体8352は、ノブガイドスロット8802を備えており、保護ノブ8806に結合されたノブ保持器8804が、ノブガイドスロット8802に沿って移動する。ノブ保持器8804は、ベアリング8262を支持しており、以下により詳細に説明するように、軸方向係止具ALの動作を容易にするために、保護ノブ8806が回転すると、ノブガイドスロット8802に沿って進む。 56A-57, as described above, in the eighth embodiment of the end effector 8040, the retention mechanism 8664 defines an axial stop AL and includes a protective cover 8350. Here, the protective cover 8350 similarly moves from the first protective position U1 (see FIGS. 56A-56D) to the second protective position U1 (see FIGS. It is movable to the protection position U2 (see FIG. 57). Further, the axial lock AL engages and disengages the protective lock subassembly 8708 between the locking configuration ACL (see FIGS. 56A-56B) and the release configuration ACR (see FIGS. 56C-56D). It can be moved to uncoupled. Here, in the eighth embodiment of the end effector 8040, before moving the axial lock AL into the locking configuration ACL, the protective cover 8350 must be placed in the first protective position U1, thereby simultaneously Relative movement between fixed tool 8042 and drive conduit 8462 is limited via mechanism 8664 and relative movement between protective cover 8350 and driver 8250 is also limited via protective lock subassembly 8708. To this end, as best shown in FIGS. 56B and 57, the protector 8352 of the protective cover 8350 is provided with a knob guide slot 8802, and the knob retainer 8804 coupled to the protective knob 8806 is inserted into the knob guide slot. Move along 8802. Knob retainer 8804 supports bearings 8262 and rotates into knob guide slot 8802 as protection knob 8806 is rotated to facilitate movement of axial lock AL, as described in more detail below. Proceed along.

1つまたは複数のファスナ(例えば、リング、サークリップなど)およびノブキーパ8808を介して、保護ノブ8806が保護体8352から取り外されることが防止され、ノブキーパ8808は、保護ノブ8806に係合して保護ノブ8806を保護体8352から離れる方へ動かすように配置された保護ノブ付勢要素8810を支持する。この構成により、保護ノブ8806に係合して軸方向係止具ALをロック形態ACL(図56A~図56Bおよび図58D参照)から解放形態ACR(図56C参照~図56Dおよび図58C)へ動かしたとき、触覚フィードバックが使用者に提供され、またその結果、使用者が保護ノブ8806を回転させ、ノブ保持器8804がノブガイドスロット8802に沿って移動するにつれて解放形態ACRからロック形態ACLへ動かしたとき、保護ノブ付勢要素8810が圧縮される。 The protective knob 8806 is prevented from being removed from the protector 8352 through one or more fasteners (e.g., rings, circlips, etc.) and a knob keeper 8808 that engages and protects the protective knob 8806. A protective knob biasing element 8810 is supported that is positioned to move the knob 8806 away from the protector 8352. This configuration engages the protective knob 8806 to move the axial lock AL from the locked configuration ACL (see FIGS. 56A-56B and 58D) to the released configuration ACR (see FIGS. 56C-56D and 58C). tactile feedback is provided to the user when the user rotates the protective knob 8806 and moves it from the released configuration ACR to the locked configuration ACL as the knob retainer 8804 moves along the knob guide slot 8802. When the protective knob biasing element 8810 is compressed.

図56A~図58Dを次に参照すると、保持機構8664はまた、保護ノブ8806に動作可能に取り付けられたキーハブ8812およびキーカラー8814を備える。ベアリング8262が、保護ノブ8806に対して回転するようにキーハブ8812を回転可能に支持し、軸方向係止具ALが解放形態ACRとロック形態ACLとの間を動くとき、キースラストベアリング8816が、キーハブ8812と保護ノブ8806との間の結合を防止することを助ける。キーカラー8814は、キーカラースロット8818を備えており、キーカラースロット8818内で、キーハブ8812に結合されたキーピン8820が動くように配置される。この構成により、キーハブ8812に対するキーカラー8814の動きの制限を容易にしながら、キーカラー8814が保持される。キーハブ8812とキーカラー8814との間に介在するキーカラー付勢要素8822が、キーカラー8814を概してキーハブ8812から離れる方へ動かす。ツール8042のうちの一方が、駆動導管8462を通って挿入され、保護カバー8350が、図58Cに示す第1の保護位置U1へ動かされたとき、キーハブ8812およびキーカラー8814はどちらも、ツール8042の近位キー要素8784から隔置されている。ここで、キーカラー8814は、キーハブ8812より近位キー要素8784の近くに配置されており、その後、軸方向係止具ALがロック形態ACLの方へ動くと、保護ノブ8806が回転することで、キーカラー8814がツール体8466の近位キー面8782に当接し、ロック形態ACLで、キーカラー付勢要素8822が圧縮される。図58Dに示すように、キーハブ8812は、ロック形態ACLにあるとき、ツール8042の近位キー要素8784を受け取るように成形され、キーハブ8812およびキーカラー8814の両方の部分が、近位キー面8782に当接するように配置される。この構成により、近位キー要素8784をキーハブ8812内へ案内することを助け、キーハブ8812は、第2の軸A2の周りのツール8042の位置合わせを容易にすることを助ける。 56A-58D, the retention mechanism 8664 also includes a key hub 8812 and a key collar 8814 operably attached to the protective knob 8806. A bearing 8262 rotatably supports the key hub 8812 for rotation relative to the protection knob 8806, and when the axial lock AL moves between the release configuration ACR and the lock configuration ACL, the key thrust bearing 8816 Helps prevent binding between key hub 8812 and protection knob 8806. Key collar 8814 includes a key collar slot 8818 within which a key pin 8820 coupled to key hub 8812 is movably positioned. This configuration retains the key collar 8814 while facilitating restricting movement of the key collar 8814 relative to the key hub 8812. A key collar biasing element 8822 interposed between key hub 8812 and key collar 8814 moves key collar 8814 generally away from key hub 8812. When one of the tools 8042 is inserted through the drive conduit 8462 and the protective cover 8350 is moved to the first protective position U1 shown in FIG. is spaced from the proximal key element 8784 of. Here, the key collar 8814 is positioned closer to the proximal key element 8784 than the key hub 8812, and subsequent movement of the axial lock AL toward the lock configuration ACL causes the protection knob 8806 to rotate. , the key collar 8814 abuts the proximal key surface 8782 of the tool body 8466 and in the lock configuration ACL, the key collar biasing element 8822 is compressed. As shown in FIG. 58D, the key hub 8812 is shaped to receive the proximal key element 8784 of the tool 8042 when in the locking configuration ACL, with portions of both the key hub 8812 and key collar 8814 is placed so that it is in contact with the This configuration helps guide proximal key element 8784 into key hub 8812, which helps facilitate alignment of tool 8042 about second axis A2.

キーカラー8814およびキーハブ8812はそれぞれ、保護カバー8350が第1の保護位置U1にあるとき、近位入口8480に隣接して駆動孔8478と連係するように配置された略円筒形の内側形状を有する。さらに、保護カバー8350は、キーカラー8814およびキーハブ8812の内側形状と連係するように配置された略円筒形のノブ開口8824を備える。この構成により、ノブ開口8824を通って手動インターフェース8094にアクセスする能力が使用者に提供され、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態では、ノブ開口8824は、図60~図62Bに関連して以下により詳細に説明するように、回転駆動ツール8048の一部として実現される。 Key collar 8814 and key hub 8812 each have a generally cylindrical inner shape positioned adjacent proximal inlet 8480 and in communication with drive hole 8478 when protective cover 8350 is in first protective position U1. . Additionally, the protective cover 8350 includes a generally cylindrical knob opening 8824 positioned to cooperate with the inner shape of the key collar 8814 and key hub 8812. This configuration provides the user with the ability to access the manual interface 8094 through the knob opening 8824, and in the eighth embodiment of the end effector 8040, the knob opening 8824 is shown below in connection with FIGS. 60-62B. It is implemented as part of a rotary drive tool 8048, as described in more detail.

図56Cに最もよく示すように、下部垂直部材8770は、保護体8352に結合されており、保護カバー8350が第1の保護位置U1にあるときは、グリップ取付具8704に結合された下部垂直止め8764に当接する。上部垂直部材8768、つめ停止部材8754、および保護用発信体8774(図56D参照)はそれぞれ、保護体8352に対して同時に動くように保護ノブ8806に結合される。保護ノブ8806が回転し、軸方向係止具ALを図56C~図56Dに示す解放形態ACRから図56A~図56Bに示すロック形態ACLへ動かしたとき、つめ停止部材8754はまず、保護レバー8746のレバーつめ8752に接触し、それにより保護レバー8746を旋回させ、その後、保護ノブ8806の回転が継続して、つめ停止部材8754を側方止め8766に当接させる。ここで、図56A~図56Bに示すロック形態ACLにおいて、レバー付勢要素8756は、保護レバー8746をつめ停止部材8754に押し付け、つめ停止部材8754はまた、側方止め8766に当接するように配置される。ここでも、上部垂直部材8768は、上部垂直止め8762に当接する。したがって、ロック形態ACLにおいて、使用者が保護レバー8746に係合してつめ停止部材8754を解放するまで、保護体8352およびグリップ取付具8704に対する保護ノブ8806の動きが抑制される。上述したように、グリップ取付具8704に結合された保護センサ8772は、保護ノブ8806に結合された保護用発信体8774の動きに応答し、したがって、基板コントローラ8720は、ロック形態ACLと解放形態ACRとの間の軸方向係止具ALの動きを判定することができる。同様に、グリップ取付具8704に結合されたレバーセンサ8758は、保護レバー8746に結合されたレバー用発信体8760の動きに応答し、したがって、基板コントローラ8720は、保護レバー8746の動きを判定することができる。 As best shown in FIG. 56C, a lower vertical member 8770 is coupled to the protector 8352 and a lower vertical stop coupled to the grip fixture 8704 when the protective cover 8350 is in the first protected position U1. It comes into contact with 8764. Upper vertical member 8768, pawl stop member 8754, and protection transmitter 8774 (see FIG. 56D) are each coupled to protection knob 8806 for simultaneous movement relative to protection 8352. When the protection knob 8806 is rotated to move the axial catch AL from the released configuration ACR shown in FIGS. 56C-56D to the locked configuration ACL shown in FIGS. 56A-56B, the pawl stop 8754 first lever pawl 8752 , thereby pivoting protection lever 8746 , after which rotation of protection knob 8806 continues to cause pawl stop member 8754 to abut lateral stop 8766 . Here, in the locking configuration ACL shown in FIGS. 56A-56B, the lever biasing element 8756 urges the protective lever 8746 against the pawl stop member 8754, which is also positioned to abut the lateral stop 8766. be done. Again, top vertical member 8768 abuts top vertical stop 8762. Thus, in the locked configuration ACL, movement of the protection knob 8806 relative to the protection body 8352 and grip attachment 8704 is inhibited until the user engages the protection lever 8746 to release the pawl stop 8754. As discussed above, the protection sensor 8772 coupled to the grip fixture 8704 is responsive to movement of the protection transmitter 8774 coupled to the protection knob 8806, and thus the board controller 8720 controls the locking configuration ACL and the release configuration ACR. The movement of the axial lock AL between can be determined. Similarly, a lever sensor 8758 coupled to the grip fixture 8704 is responsive to movement of a lever emitter 8760 coupled to the protection lever 8746 and, therefore, the board controller 8720 can determine movement of the protection lever 8746. Can be done.

図60~図62Bを次に参照すると、上述したように、図示の回転駆動ツール8048は、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態に「トップローディング」式に解放可能に取り付けられるように適合され、エンドエフェクタ8040の第8の実施形態は、エンドエフェクタ40の第1の実施形態に関連して上述した回転駆動ツール48と比較したとき、異なる構成のロックサブアセンブリ8810を使用して、固定具8050に解放可能に取り付けられるように構成される。ここで第8の実施形態では、図60に最もよく示すように、支持管8106は概して、ツール体8466を画定し、作業端8470に隣接する雄ねじ8120と、インターフェース端8468に隣接する輪郭体8108との間に延び、ベアリング要素8778は、雄ねじ8120と輪郭体8108との間に配置される。ドライブシャフト8104は、支持管8106内に回転可能に支持されるように同様に配置されており、作業端8470に隣接する駆動キー8124と、インターフェース端8468に隣接する六角部分8826との間に延びる。六角部分8826内に形成されたロック要素戻り止め8828が、以下により詳細に説明する特定の条件下でドライブシャフト8104および支持管8106が同時に回転することを容易にするために、ドライブシャフトロック要素8830を受け取るように成形される。 60-62B, as discussed above, the illustrated rotary drive tool 8048 is adapted to be releasably attached to an eighth embodiment of an end effector 8040 in a "top loading" manner; An eighth embodiment of an end effector 8040 uses a different configuration of a locking subassembly 8810 to lock the fixture 8050 when compared to the rotary drive tool 48 described above in connection with the first embodiment of the end effector 40. configured to be releasably attached to. Here in an eighth embodiment, as best shown in FIG. and a bearing element 8778 is disposed between the external thread 8120 and the profile 8108. Drive shaft 8104 is similarly arranged to be rotatably supported within support tube 8106 and extends between drive key 8124 adjacent working end 8470 and hexagonal portion 8826 adjacent interface end 8468. . A locking element detent 8828 formed within the hexagonal portion 8826 locks the drive shaft locking element 8830 to facilitate simultaneous rotation of the drive shaft 8104 and support tube 8106 under certain conditions described in more detail below. shaped to receive.

第2のシート要素8794は、支持管8106とは別個の構成要素として形成され、輪郭体8108に隣接して配置される。ここで、同時に並進し、第2の軸A2の周りを回転するように、1対のファスナが第2のシート要素8794をキャリッジ8832に固定する。キャリッジ8832は概して、概して第2のシート要素8794に固定されるキャリッジリング8834と、キャリッジブリッジ8836と、キャリッジリング8834とキャリッジブリッジ8836との間に延びてキャリッジリング8834およびキャリッジブリッジ8836に一体化される1対のキャリッジアーム8838とを備える。キャリッジブリッジ8836は、第1のキャリッジ面8840と、反対の第2のキャリッジ面8842とを画定する。ここで、近位キー体8780および近位キー要素8784は、近位キー面8782が第1のキャリッジ面8840から隔置され、かつ第1のキャリッジ面8840に実質的に平行になるように、第1のキャリッジ面8840から延びる。キャリッジパイロット8844が、第2のキャリッジ面8842からキャリッジリング8834の方へ延びており、ドライブシャフトロック要素8830を支持するように成形された1対のロック要素ポケット8846を備える。キャリッジパイロット8844はまた、キャリッジパイロット8844を通って(近位キー要素8784から)延びる六角孔8848を備え、六角孔8848は、ドライブシャフト8104の六角部分8826を受け取るように成形される。ここでも第8の実施形態では、六角孔8848はまた、手動インターフェース8094として働き、ノブ開口8824を通って第2の軸A2に沿ってアクセス可能である(図58D参照)。この実施形態では図示しないが、手動インターフェース8094は、キャリッジ8832を第2の軸A2の周りで回転させるように、相応の形状のハンドルアセンブリを介して係合することができることが理解されよう。 A second sheet element 8794 is formed as a separate component from support tube 8106 and is positioned adjacent contour body 8108. Here, a pair of fasteners secures the second sheet element 8794 to the carriage 8832 for simultaneous translation and rotation about the second axis A2. The carriage 8832 generally includes a carriage ring 8834 that is generally secured to the second seat element 8794, a carriage bridge 8836, and extends between and is integral with the carriage ring 8834 and the carriage bridge 8836. a pair of carriage arms 8838. Carriage bridge 8836 defines a first carriage surface 8840 and an opposing second carriage surface 8842. Here, proximal key body 8780 and proximal key element 8784 are arranged such that proximal key surface 8782 is spaced from and substantially parallel to first carriage surface 8840. Extending from first carriage surface 8840. A carriage pilot 8844 extends from the second carriage surface 8842 toward the carriage ring 8834 and includes a pair of locking element pockets 8846 shaped to support a drive shaft locking element 8830. Carriage pilot 8844 also includes a hexagonal hole 8848 that extends through carriage pilot 8844 (from proximal key element 8784) and is shaped to receive hexagonal portion 8826 of drive shaft 8104. Again in the eighth embodiment, the hexagonal hole 8848 also serves as a manual interface 8094 and is accessible along the second axis A2 through the knob opening 8824 (see FIG. 58D). Although not shown in this embodiment, it will be appreciated that the manual interface 8094 can be engaged via a correspondingly shaped handle assembly to rotate the carriage 8832 about the second axis A2.

図60~図62Bを引き続き参照すると、回転駆動ツール8048のロックサブアセンブリ8810はまた、ロック体8114を備え、ロック体8114は、輪郭体8108とキャリッジ8832との間に配置されており、ロックサブアセンブリ8810が動力伝達ロック形態DL(図61Aおよび図62A参照)で動作するとき、輪郭体8108とのスプライン係合8112を介して支持管8106と同時に回転することができる。しかし、支持管8106は、ロックサブアセンブリ8810が動力伝達ロック解除構成DUで動作するとき、ドライブシャフト8104に依存することなく回転することができ、動力伝達ロック解除構成DUでは、輪郭体8108とロック体8114との間のスプライン係合8112が中止される(図61Bおよび図62B参照)。ここで、ロック体8114上に形成されたロックシート8852によって支持されたロック体付勢要素8850が、輪郭体8108内に配置され、ロックサブアセンブリ8810を動力伝達ロック解除構成DUの方へ動かす。 With continued reference to FIGS. 60-62B, the locking subassembly 8810 of the rotary drive tool 8048 also includes a locking body 8114 disposed between the profiled body 8108 and the carriage 8832 and When the assembly 8810 operates in the power transfer lock configuration DL (see FIGS. 61A and 62A), it can rotate simultaneously with the support tube 8106 via the spline engagement 8112 with the profile 8108. However, the support tube 8106 can rotate independently of the drive shaft 8104 when the lock subassembly 8810 operates in the power transmission unlock configuration DU, and in the power transmission unlock configuration DU, the support tube 8106 locks with the profile body 8108. Spline engagement 8112 with body 8114 is discontinued (see FIGS. 61B and 62B). Here, a locking body biasing element 8850 supported by a locking seat 8852 formed on the locking body 8114 is disposed within the contoured body 8108 to move the locking subassembly 8810 toward the power transmission unlocking configuration DU.

ロック体8114はまた、スプライン係合8112(図61A~図62B参照)に軸方向に隣接してロックシート8852内に配置された逃しポケット8854と、キャリッジ8832のキャリッジブリッジ8836を受け取るように成形されたブリッジ切欠8856とを備え、したがって、動力伝達ロック形態DLおよび動力伝達ロック解除構成DUの両方で、キャリッジ8832とロック体8114との間の相対回転が抑制される。逃しポケット8854は、ロック体8114内に形成されており、ロックサブアセンブリ8810が動力伝達ロック形態DL(図62A参照)にあるときにドライブシャフトロック要素8830を収容するように配置される。この構成により、ツール8042を駆動導管8462内へ装着する前に固定具8050の取付けを容易にすることなどのために、ドライブシャフト8104を第2の軸A2に沿ってキャリッジ8832に対して前進させることが可能になる。逆に、動力伝達ロック解除構成DU(図62B参照)にあるとき、ドライブシャフトロック要素8830は、キャリッジ8832に対するドライブシャフト8104の軸方向の動きを抑制するように、逃しポケット8854から隔置され、概してロックシート8852内に配置される。またこの構成により、支持管8106の雄ねじ8120を固定具8050の雌ねじ8122から係合解除することによって、固定具8050の取り外しを容易にすることなどのために、支持管8106をドライブシャフト8104に対して回転させることが可能になる。 Lock body 8114 is also shaped to receive a relief pocket 8854 located within lock seat 8852 axially adjacent spline engagement 8112 (see FIGS. 61A-62B) and a carriage bridge 8836 of carriage 8832. Therefore, relative rotation between the carriage 8832 and the lock body 8114 is suppressed in both the power transmission lock configuration DL and the power transmission lock release configuration DU. A relief pocket 8854 is formed within the lock body 8114 and is positioned to accommodate the drive shaft locking element 8830 when the lock subassembly 8810 is in the power transfer lock configuration DL (see FIG. 62A). This configuration allows drive shaft 8104 to be advanced relative to carriage 8832 along second axis A2, such as to facilitate installation of fixture 8050 prior to installation of tool 8042 into drive conduit 8462. becomes possible. Conversely, when in the power transmission unlocked configuration DU (see FIG. 62B), the drive shaft locking element 8830 is spaced from the relief pocket 8854 to restrain axial movement of the drive shaft 8104 relative to the carriage 8832; Generally located within lock seat 8852. This configuration also allows the support tube 8106 to be moved relative to the drive shaft 8104, such as by disengaging the male threads 8120 of the support tube 8106 from the female threads 8122 of the fixture 8050, thereby facilitating removal of the fixture 8050. It becomes possible to rotate the

動力伝達ロック形態DLまたは動力伝達ロック解除構成DUでロックサブアセンブリ8110を選択的に維持するために、ロックサブアセンブリ8810はまた、ロック体8114の階段状領域8860内に位置するキャリッジロックレバー8858を備える。キャリッジロックレバー8858は、ピン8119を介してロック体8114に対して旋回するように支持され、ばね8118を介して付勢され、第1のレバー面8862と、反対の第2のレバー面8864とを画定する。ここで、第1のレバー面8862は、動力伝達ロック解除構成DU(図61B参照)で第1のキャリッジ面8840に当接し、第2のレバー面8864は、動力伝達ロック形態DL(図61A参照、詳細には図示せず)で第2のキャリッジ面8842に当接する。ここで、使用者は、キャリッジロックレバー8858に係合し、ピン8119の周りをロック体8114の階段状領域8860内へ旋回させることができ、第1のレバー面8862と第1のキャリッジ面8840との間、または第2のレバー面8864と第2のキャリッジ面8842との間が当接していない状態で、ロック体8114が第2の軸A2に沿ってキャリッジ8832に対して動くことを可能にすることができる。 To selectively maintain the lock subassembly 8110 in a power transfer lock configuration DL or a power transfer unlock configuration DU, the lock subassembly 8810 also includes a carriage lock lever 8858 located within a stepped region 8860 of the lock body 8114. Be prepared. Carriage lock lever 8858 is pivotally supported relative to lock body 8114 via pin 8119, biased via spring 8118, and has a first lever surface 8862 and an opposite second lever surface 8864. Define. Here, the first lever surface 8862 abuts the first carriage surface 8840 in the power transfer lock release configuration DU (see FIG. 61B), and the second lever surface 8864 abuts the first carriage surface 8840 in the power transfer lock release configuration DU (see FIG. 61A). , not shown in detail) against the second carriage surface 8842. The user can now engage the carriage locking lever 8858 and pivot it around the pin 8119 into the stepped region 8860 of the locking body 8114, and the first lever surface 8862 and the first carriage surface 8840 The locking body 8114 can move relative to the carriage 8832 along the second axis A2 when there is no contact between the second lever surface 8864 and the second carriage surface 8842. It can be done.

図63A~図63Fを次に参照すると、回転駆動ツール8048を利用してエンドエフェクタ8040の第8の実施形態によって固定具8050を手術部位STで固定する特定の例示的な工程が順次示されている。図63Aから始まり、手術部位STが概略的に示されており、パイロット孔8046が軌道Tに沿ってすでに形成されている。固定具8050に固定され、エンドエフェクタ8040から隔置された回転駆動ツール8048が示されている。ここで、保持機構8664の保護カバー8350は、駆動アセンブリ8082の駆動孔8478の近位入口8480を露出させるように、第2の保護位置U2に位置決めされる。 63A-63F, certain exemplary steps for securing a fixture 8050 at a surgical site ST by an eighth embodiment of an end effector 8040 utilizing a rotary drive tool 8048 are sequentially illustrated. There is. Starting from FIG. 63A, a surgical site ST is schematically shown, with a pilot hole 8046 already formed along the trajectory T. A rotary drive tool 8048 is shown secured to fixture 8050 and spaced from end effector 8040. Here, the protective cover 8350 of the retention mechanism 8664 is positioned in a second protective position U2 to expose the proximal entrance 8480 of the drive hole 8478 of the drive assembly 8082.

図63Bで、使用者は、ツール8042の作業端8470(ここでは、固定具8050の遠位先端8050Dによって画定される)を駆動孔8478の近位入口8480内へ挿入することによって、ツール8042を駆動導管8462内へ「トップローディング」式に装着し、駆動導管8462を通って第2の軸A2に沿って、駆動孔8478の遠位出口8482から手術部位STの方へ前進させている。保持機構8664によって画定された軸方向係止具ALは、解放形態ACRのままであるのに対して、保護カバー8350は第2の保護位置U2に配置されており、それによってツール8042を駆動導管8462から第2の軸A2に沿って、手術部位STから離れる方向に自由に取り外すことが可能になる。しかし、第2の軸A2に沿って駆動導管8462に対して手術部位STの方へさらに動くことは、ツール体8466の第2のシート要素8794とキャリアシャフト8422の近位キャリア端8694との間の係合によって抑制される。ここでも、キャリアシャフト8422の第2の切欠8696に対する回転駆動ツール8048の第2の切欠要素8796の係合(図51および図57参照)は、第2の回転係止具RL2を画定し、したがって、回転駆動ツール8048およびキャリアシャフト8422は、第2の軸A2の周りで同時に回転する。 In FIG. 63B, the user operates the tool 8042 by inserting the working end 8470 of the tool 8042 (here defined by the distal tip 8050D of the fixture 8050) into the proximal entrance 8480 of the drive bore 8478. It is "top-loaded" into drive conduit 8462 and advanced through drive conduit 8462 along second axis A2 from distal outlet 8482 of drive bore 8478 toward surgical site ST. The axial catch AL defined by the retention feature 8664 remains in the released configuration ACR, while the protective cover 8350 is positioned in the second protective position U2, thereby locking the tool 8042 into the drive conduit. 8462 along the second axis A2 in a direction away from the surgical site ST. However, further movement towards the surgical site ST with respect to the drive conduit 8462 along the second axis A2 is caused between the second seat element 8794 of the tool body 8466 and the proximal carrier end 8694 of the carrier shaft 8422. is suppressed by the engagement of Again, the engagement of the second notch element 8796 of the rotary drive tool 8048 with the second notch 8696 of the carrier shaft 8422 (see FIGS. 51 and 57) defines a second rotary stop RL2 and thus , the rotary drive tool 8048 and the carrier shaft 8422 rotate simultaneously about the second axis A2.

図63Cで、保持機構8664の保護カバー8350は、第1の保護位置U1へ旋回しており、保護ノブ8806は回転して、軸方向係止具ALを解放形態ACR(図58C参照)からロック形態ACL(図58D参照)へ動かしている。ここで、駆動アセンブリ8082と回転駆動ツール8048との間の第2の軸A2に沿った相対運動は制限され、使用者は、回転機器8080のアクチュエータ8166を使用して、固定具8050を軌道Tに沿って手術部位STのパイロット孔8046内へ前進させるように、操作具アセンブリ8088を介してツール8042を駆動することができる。ここでも、使用者はまた、アクチュエータ8166を用いることなく、ノブ開口8824を通って回転駆動ツール8048の六角孔8848(図61A~図62B参照)内へ挿入されるハンドルアセンブリなどによって、手動インターフェース8094に力を印加して、ツール8042を軌道Tに沿って駆動することができる。 In FIG. 63C, the protective cover 8350 of the retention mechanism 8664 has been pivoted to the first protective position U1, and the protective knob 8806 has rotated to lock the axial catch AL from the release configuration ACR (see FIG. 58C). Moving to form ACL (see Figure 58D). Here, relative movement between the drive assembly 8082 and the rotary drive tool 8048 along the second axis A2 is limited and the user uses the actuator 8166 of the rotary instrument 8080 to move the fixture 8050 onto the trajectory T. The tool 8042 can be driven through the manipulator assembly 8088 to advance it along the pilot hole 8046 of the surgical site ST. Again, the user can also use the manual interface 8094 without the actuator 8166, such as by a handle assembly inserted through the knob opening 8824 into the hexagonal hole 8848 (see FIGS. 61A-62B) of the rotary drive tool 8048. A force can be applied to drive tool 8042 along trajectory T.

図63Dで、使用者は、軌道Tに沿って手術部位STにおける固定具8050の設置を完了する。ここで、保持機構8664の保護カバー8350は第2の保護位置U2へ戻っており、軸方向係止具ALは解放形態ACRにある。さらに、回転駆動ツール8048のロックサブアセンブリ8810は、動力伝達ロック形態DLで配置される。しかし、図63Eで、ロックサブアセンブリ8810は動力伝達ロック解除構成DUへ動いており、したがって、図63Fに示すように、回転駆動ツール8048を固定具8050から解放し、次にエンドエフェクタ8040の駆動導管8462から取り出すことができる。 In FIG. 63D, the user completes the placement of the fixture 8050 at the surgical site ST along the trajectory T. The protective cover 8350 of the retention mechanism 8664 has now returned to the second protective position U2 and the axial catch AL is in the released configuration ACR. Furthermore, the lock subassembly 8810 of the rotary drive tool 8048 is arranged in a power transfer lock configuration DL. However, in FIG. 63E, the locking subassembly 8810 has moved to the power transfer unlock configuration DU, thus releasing the rotary drive tool 8048 from the fixture 8050 and then driving the end effector 8040, as shown in FIG. 63F. It can be removed from conduit 8462.

図63Dを再び参照すると、使用者が軌道Tに沿って手術部位STにおける固定具8050の設置を完了した後、固定具8050を回転駆動ツール8084から解放するために、アクチュエータ8166(またはエンドエフェクタ8050の別の構成要素)を、両方向(例えば、回転することなく位置を維持するようにアクチュエータ8166を駆動することによる)または単方向(例えば、固定具8050を設置するために使用される回転方向とは反対の方向の回転を防止するようにアクチュエータ8166を駆動することによる)における駆動導管8462の回転を制限または他の方法で防止するモードにすることができる。この目的で、アクチュエータ8166自体は、様々な方法で駆動することができ、例えばエンドエフェクタ8040の駆動体8250または別の部分に対する駆動導管8462の回転を抑制または他の方法で制限するために、追加の構成要素および/またはロック特徴を用いることもできることが理解されよう。ここで、駆動導管8462の回転を抑制することで、第2の回転係止具RL2を介した第2のシート要素8794の回転も抑制される。したがって、ロックサブアセンブリ8810が図63Eに示す動力伝達ロック解除構成DUにあるとき、支持管8106をドライブシャフト8104(したがって、固定具8050)に対して回転(および軸方向並進)させて、支持管8106の雄ねじ8120を固定具8050の雌ねじ8122(図60参照)から係合解除し、それによって図63Fに示す固定具8050の取り外しを容易にすることができる。 Referring again to FIG. 63D, after the user completes placement of the fixture 8050 at the surgical site ST along the trajectory T, the actuator 8166 (or end effector 8050 another component of the fixture) in both directions (e.g., by driving actuator 8166 to maintain position without rotation) or unidirectionally (e.g., with the direction of rotation used to install fixture 8050). may be placed in a mode that limits or otherwise prevents rotation of drive conduit 8462 (by driving actuator 8166 to prevent rotation in the opposite direction). To this end, the actuator 8166 itself can be driven in a variety of ways, such as by adding additional It will be appreciated that components and/or locking features may also be used. Here, by suppressing the rotation of the drive conduit 8462, the rotation of the second seat element 8794 via the second rotational lock RL2 is also suppressed. Accordingly, when the locking subassembly 8810 is in the power transmission unlock configuration DU shown in FIG. The male threads 8120 of 8106 can be disengaged from the female threads 8122 (see FIG. 60) of the fixture 8050, thereby facilitating removal of the fixture 8050 shown in FIG. 63F.

本明細書に記載する手術用システム30、エンドエフェクタ、および方法の実施形態は、例えば脊椎固定術などの低侵襲手術処置で手術用ロボット32が利用される場合を含む多数の医療および/または手術処置に関連して利点をもたらす。具体的には、本明細書に説明および図示したエンドエフェクタの実施形態は、回転機器のアクチュエータからの第1の軸A1の周りの回転を介して、第2の軸A2に沿った異なるタイプのツールの回転を容易にするように構成され、第1の軸A1は、上述したように、第2の軸A2と同じであっても第2の軸A2とは異なってもよいことが理解されよう。さらに、手動インターフェースは、回転機器のアクチュエータによって生成されるトルクおよび/またはハンドルアセンブリへの力の手動印加を介して、ツールを第2の軸A2の周りで回転させる能力を外科医に与えることが理解されよう。さらに、操作具アセンブリを配置することで、外科医は、エンドエフェクタに力を印加して、ツールを軌道Tに沿って第2の軸A2に従って前進させながら、同時に入力操作具に係合して回転機器を駆動することが可能になり、さらに第2の操作具アセンブリ位置P2へ動いた後、または他の方法で手動インターフェースを提示した後、手動インターフェースへの妨げられないアクセスが、外科医に与えられる。 Embodiments of the surgical systems 30, end effectors, and methods described herein are useful in a number of medical and/or surgical procedures, including, for example, when surgical robots 32 are utilized in minimally invasive surgical procedures such as spinal fusions. Provide benefits in relation to treatment. Specifically, the embodiments of the end effector described and illustrated herein provide different types of rotations along a second axis A2 via rotation about a first axis A1 from an actuator of a rotating instrument. It is understood that the first axis A1 is configured to facilitate rotation of the tool and may be the same as the second axis A2 or different from the second axis A2, as described above. Good morning. Additionally, it is understood that the manual interface provides the surgeon with the ability to rotate the tool about the second axis A2 via the manual application of torque and/or force to the handle assembly generated by the actuator of the rotating instrument. It will be. Furthermore, by positioning the manipulator assembly, the surgeon can apply a force to the end effector to advance the tool along trajectory T and according to second axis A2 while simultaneously engaging and rotating the input manipulator. After being enabled to drive the instrument and moving to the second manipulator assembly position P2 or otherwise presenting the manual interface, unobstructed access to the manual interface is provided to the surgeon. .

本明細書に説明および図示した実施形態の態様は、入れ替えたりまたは他の方法で組み合わせたりすることができることが、当業者には理解されよう。 Those skilled in the art will appreciate that aspects of the embodiments described and illustrated herein can be interchanged or otherwise combined.

「含む(include)」、「含む(includes)」、および「含む(including)」という用語は、「備える(comprise)」、「備える(comprises)」、および「備える(comprising)」という用語と同じ意味を有することが、さらに理解されよう。さらに、本明細書では、「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、非限定的で説明的に明瞭性および一貫性の目的で、特定の構造的特徴および構成要素を区別するために使用されることが理解されよう。 The terms "include," "includes," and "including" are the same as the terms "comprise," "comprises," and "comprising." It will be further understood that it has meaning. Additionally, terms such as "first," "second," "third," and the like are used herein in a non-limiting and descriptive manner to refer to specific structural features and components. It will be understood that it is used to distinguish between

上記の説明では、いくつかの構成について論じた。しかし、本明細書に論じた構成は、網羅的であること、または本発明を特定の形態に限定することを意図したものではない。使用した術語は、限定ではなく説明の言葉の性質を有することを意図したものである。上記の教示に照らして、多くの修正形態および変形形態が可能であり、本発明は、具体的に記載した以外の形態でも実施することができる。なお、上記実施形態から把握し得る技術的思想について以下にその態様を示す。
[態様1]
手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位にてツールを駆動するエンドエフェクタであって、前記ツールが、インターフェース端および作業端を有する、エンドエフェクタにおいて、
前記手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、
前記取付具に結合され、かつ第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータと、
駆動アセンブリと
を備え、
前記駆動アセンブリが、
前記アクチュエータからの前記第1の軸の周りの回転を第2の軸の周りの回転に変換するギアトレインと、
前記第2の軸の周りを回転するように支持された駆動導管と、
前記第2の軸の周りを同時に回転するように前記ツールを解放可能に固定するように前記駆動導管に動作可能に取り付けられた第1の回転係止具と、
前記手術用ロボットによって維持される前記軌道に沿って前記駆動導管と同時に並進するように前記ツールを解放可能に固定する軸方向係止具と
を備え、
前記軸方向係止具が、
前記第2の軸に沿った前記駆動アセンブリと前記ツールとの間の相対運動が可能である解放形態と、
前記第2の軸に沿った前記駆動アセンブリと前記ツールとの間の相対運動が制限されるロック形態と
の間で動作可能になっている、エンドエフェクタ。
[態様2]
前記駆動アセンブリの前記駆動導管が、前記第2の軸に沿って前記ツールの前記作業端を受け取るように成形された駆動孔を画定する、態様1に記載のエンドエフェクタ。
[態様3]
前記駆動アセンブリが、近位入口および反対の遠位出口を画定し、そして、前記駆動導管が、前記近位入口と前記遠位出口との間と連係するように介在して、前記軸方向係止具が前記解放形態にあるときに、前記ツールの前記作業端が、前記第2の軸に沿って前記近位入口内へ挿入され、かつ前記駆動孔を通って前記遠位出口から前記手術部位の方へ前進することが可能になる、態様2に記載のエンドエフェクタ。
[態様4]
前記駆動導管の前記駆動孔の少なくとも一部分が、前記第1の回転係止具を画定する、態様2または3に記載のエンドエフェクタ。
[態様5]
前記駆動アセンブリの前記第1の回転係止具が、前記軸方向係止具が前記ロック形態にあるとき、前記インターフェース端と前記作業端との間の前記ツールの少なくとも一部分に係合するように成形され、これによって、前記ツールの前記インターフェース端が、前記駆動孔の近位に配置され、前記ツールの前記作業端が、前記駆動孔の遠位に配置される、態様4に記載のエンドエフェクタ。
[態様6]
前記第1の軸が、前記第2の軸とは異なる、態様1~5のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様7]
前記第1の軸が、前記第2の軸に実質的に直交する、態様1~6のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様8]
前記第1の軸が、前記第2の軸に一致する、態様1~5のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様9]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットを備え、これによって、前記アクチュエータの前記第1の軸の周りの回転が、前記第1の回転係止具の前記第2の軸の周りの回転とは異なる速度で生じる、態様1~8のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様10]
前記駆動アセンブリが、前記第1の回転係止具とは異なる第2の回転係止具をさらに備え、前記第2の回転係止具が、前記第2の軸の周りを同時に回転すべく前記第2のツールを解放可能に固定するように前記駆動導管に動作可能に取り付けられ、前記第2の回転係止具が、前記ギアトレインと回転連係するように配置され、これによって、前記第2の回転係止具の前記第2の軸の周りの回転が、前記第1の回転係止具の前記第2の軸の周りの回転とは異なる速度で生じる、態様9に記載のエンドエフェクタ。
[態様11]
前記第2の回転係止具における前記第2の軸の周りの回転が、前記アクチュエータにおける前記第1の軸の周りの回転に対して、1:1の比で生じる、態様10に記載のエンドエフェクタ。
[態様12]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転連係するように介在する伝動装置を備え、
前記伝動装置が、第1のギアセット、第2のギアセット、および変換カラーを備え、
前記変換カラーが、
前記変換カラーが前記第1のギアセットに係合して、第1の駆動比で前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転を変換する第1のカラー位置と、
前記変換カラーが前記第2のギアセットに係合して、前記第1の駆動比とは異なる第2の駆動比で前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転を変換する第2のカラー位置と
の間を動くように配置される、態様1~11のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様13]
前記伝動装置が、前記第1のカラー位置と前記第2のカラー位置との間を同時に動くように、前記変換カラーに動作可能に取り付けられた伝動リンク機構をさらに備え、
前記伝動リンク機構が、前記軸方向係止具が前記ロック形態にあるときに、前記ツールの少なくとも一部分に係合して、前記変換カラーを前記第2のカラー位置へ動かすように配置された切換器を画定する、態様12に記載のエンドエフェクタ。
[態様14]
前記伝動装置が、前記軸方向係止具が前記ロック形態から前記解放形態へ動いたときに、前記変換カラーを前記第1のカラー位置の方へ動かすように配置されたリンク機構付勢要素をさらに備える、態様13に記載のエンドエフェクタ。
[態様15]
前記第1の回転係止具が、キー孔を備える、態様1~14のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様16]
前記第1の回転係止具が、スプライン孔を備える、態様1~14のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様17]
前記第1の回転係止具が、切欠を備える、態様1~14のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様18]
前記軸方向係止具が、球形要素を備える、態様1~17のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様19]
前記軸方向係止具が、スライダ要素を備え、
前記スライダ要素が、
前記解放形態に関連する第1のスライダ要素位置と、
前記ロック形態に関連する第2のスライダ要素位置と
の間で前記第2の軸に対して動くように配置される、態様1~17のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様20]
前記スライダ要素が、前記第1のスライダ要素位置より前記第2のスライダ要素位置で前記第2の軸の近くに配置される、態様19に記載のエンドエフェクタ。
[態様21]
前記軸方向係止具が、コレット機構を備え、
前記コレット機構が、
前記第2の軸に沿って前記ツールを受け取るように配置されたコレットと、
前記コレットに結合されたコレットテンショナと
を備え、
前記コレットテンショナが、
前記ツールと前記コレットとの間の相対運動が可能である前記解放形態に関連する第1のテンショナ位置と、
前記ツールと前記コレットとの間の相対運動が制限される前記ロック形態に関連する第2のテンショナ位置と
の間を動くように配置される、態様1~17のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様22]
前記コレットテンショナが前記第1のテンショナ位置から前記第2のテンショナ位置へ動くことで、前記コレットの少なくとも一部分が前記第2の軸の方へ径方向内方に動く、態様21に記載のエンドエフェクタ。
[態様23]
前記取付具に動作可能に取り付けられた光源をさらに備え、
前記光源が、前記手術部位の方へ光を放出するように構成される、態様1~22のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様24]
前記光源が、レーザダイオードを備える、態様23に記載のエンドエフェクタ。
[態様25]
前記光源が、前記第2の軸と実質的に位置合わせされた光路に沿って光を放出するようにさらに構成される、態様23または24に記載のエンドエフェクタ。
[態様26]
前記光源が、前記駆動アセンブリの前記駆動導管に取り外し可能に取り付けられるように構成される、態様23~25のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様27]
手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位でツールを駆動するエンドエフェクタであって、
前記手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、
前記取付具に結合され、かつ第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器と、
前記回転機器からの回転を前記第1の軸とは異なる第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、および前記第2の軸の周りを回転するように前記ツールを解放可能に固定するように構成されたコネクタを備える駆動アセンブリと、
使用者の手を支持するグリップ、および前記回転機器と連係し、前記使用者によって係合されると、前記回転機器を駆動して前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置された入力操作具を備える操作具アセンブリと、
前記駆動アセンブリと連係し、前記使用者から印加された力を受け取り、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるための回転トルクに変換するように配置された手動インターフェースと
を備えているエンドエフェクタ。
[態様28]
前記操作具アセンブリが、複数の操作具アセンブリ位置間で前記回転機器に対して動くように、前記グリップおよび前記入力操作具を支持するフレームを備える、態様27に記載のエンドエフェクタ。
[態様29]
前記操作具アセンブリが、前記フレームに結合された保持器をさらに備え、
前記保持器および前記回転機器のうちの一方が、ロック位置とロック解除位置との間を選択的に可動であるプランジャを備え、
前記保持器および前記回転機器のうちの他方が、複数の受入部を有するキャッチを備え、
前記複数の受入部がそれぞれ、前記プランジャを前記ロック位置で受け取って前記操作具アセンブリ位置のうちの一方を画定するように成形される、態様28に記載のエンドエフェクタ。
[態様30]
前記キャッチが、略環状の形状を有し、
前記受入部が、前記キャッチの周りで互いから径方向に隔置される、態様29に記載のエンドエフェクタ。
[態様31]
前記保持器が、前記プランジャと連係する解放レバーを備え、
前記解放レバーが、前記使用者によって係合されると、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間の前記プランジャの動きを容易にするように配置される、態様29または30に記載のエンドエフェクタ。
[態様32]
前記フレームが、前記複数の操作具アセンブリ位置間を前記回転機器に対して回転するように前記操作具アセンブリを支持する、態様29~31のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様33]
前記回転機器が、ジャーナルを備え、
前記操作具アセンブリが、前記フレームに動作可能に取り付けられた支承面を備え、前記支承面が、前記ジャーナルに係合するように配置され、これによって、前記操作具アセンブリが、操作軸の周りで前記複数の操作具アセンブリ位置間を前記回転機器に対して選択的に可動である、態様32に記載のエンドエフェクタ。
[態様34]
前記操作軸が、前記第1の軸に一致する、態様33に記載のエンドエフェクタ。
[態様35]
前記操作具アセンブリの前記フレームが、
前記複数の操作具アセンブリ位置間を同時に動くように前記保持器に結合された第1のフレーム本体と、
複数のグリップ位置間を前記第1のフレーム本体に対して動くように前記グリップおよび前記入力操作具を支持する第2のフレーム本体と
を備えている、態様33または34に記載のエンドエフェクタ。
[態様36]
前記複数のグリップ位置が、
前記第2のフレーム本体の少なくとも一部分が前記手動インターフェースへのアクセスを制限し、前記入力操作具が前記使用者によって係合されると、前記回転機器を駆動して前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置される第1のグリップ位置と、
前記第2のフレーム本体が、前記使用者から印加された力を受け取って前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させることを容易にするように、前記手動インターフェースに対して隔置関係で配置される第2のグリップ位置と
を含む、態様35に記載のエンドエフェクタ。
[態様37]
前記第2のフレーム本体が、前記複数のグリップ位置間の動きに依存することなく、前記複数の操作具アセンブリ位置間を前記第1のフレーム本体と同時に動くように配置される、態様35または36に記載のエンドエフェクタ。
[態様38]
前記複数の操作具アセンブリ位置が、
前記操作具アセンブリが前記使用者によって係合されると、前記回転機器を駆動して前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置される第1の操作具アセンブリ位置と、
前記手動インターフェースが、前記使用者から印加された力を受け取って前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置される第2の操作具アセンブリ位置と
を含む、態様28に記載のエンドエフェクタ。
[態様39]
前記第1および第2の操作具アセンブリ位置間の前記回転機器に対する前記操作具アセンブリの位置を判定するように、前記回転機器と前記操作具アセンブリとの間に介在するアセンブリセンサ配置体をさらに備える態様38に記載のエンドエフェクタ。
[態様40]
前記第2の軸が、前記第1の操作具アセンブリ位置で、前記操作具アセンブリの少なくとも一部分と交差する、態様38または39に記載のエンドエフェクタ。
[態様41]
前記操作具アセンブリが前記第1および第2の操作具アセンブリ位置のうちの一方にあるとき、前記操作具アセンブリの前記グリップが、前記第2の軸に実質的に平行である、態様38~40のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様42]
前記操作具アセンブリが前記第1および第2の操作具アセンブリ位置のうちの一方にあるとき、前記操作具アセンブリの前記グリップが、前記第2の軸に実質的に直交する、態様38~41のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様43]
前記操作具アセンブリが前記第1および第2の操作具アセンブリ位置のうちの他方にあるとき、前記操作具アセンブリの前記グリップが、前記第2の軸に実質的に平行である、態様42に記載のエンドエフェクタ。
[態様44]
前記操作具アセンブリが前記第1の操作具アセンブリ位置にあるとき、前記操作具アセンブリの少なくとも一部分が、前記手動インターフェースへのアクセスを制限する、態様38~43のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様45]
前記第1の操作具アセンブリ位置から前記第2の操作具アセンブリ位置への動きが、前記使用者から印加された力を受け取るように前記手動インターフェースへのアクセスを促進する、態様38~44のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様46]
前記手動インターフェースが、前記使用者から印加された回転力を受け取るために、前記第2の軸の周りを回転するように配置されたヘッドを備える、態様27~45のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様47]
前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた保護カバーをさらに備え、
前記保護カバーが、
前記第2の軸が前記保護カバーの少なくとも一部分と交差して、前記手動インターフェースへのアクセスを制限する第1の保護位置と、
前記保護カバーが前記第2の軸から隔置されて、前記手動インターフェースへのアクセスを促進する第2の保護位置と
の間を前記第2の軸に対して動くように配置される、態様46に記載のエンドエフェクタ。
[態様48]
前記保護カバーが、保護ポケットを画定する保護体を備え、
前記保護ポケットが、前記第1の保護位置で前記手動インターフェースの少なくとも一部分を収容するように成形される、態様47に記載のエンドエフェクタ。
[態様49]
前記保護体が、前記第1の保護位置と前記第2の保護位置との間で保護軸の周りを旋回するように、前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた保護ヒンジを備える、態様48に記載のエンドエフェクタ。
[態様50]
前記保護軸が、前記第2の軸に実質的に直交して配置される、態様49に記載のエンドエフェクタ。
[態様51]
前記保護軸が、前記第1の軸に実質的に直交して配置される、態様49または50に記載のエンドエフェクタ。
[態様52]
前記操作具アセンブリが、複数の操作具アセンブリ位置間を前記回転機器に対して回転するように前記グリップおよび前記入力操作具を支持するフレームをさらに備え、
前記操作具アセンブリの前記入力操作具が、前記回転機器によって生成される回転トルクを制御するために、第1の入力位置と第2の入力位置との間を前記グリップに対して動くように配置される、態様27に記載のエンドエフェクタ。
[態様53]
前記操作具アセンブリが、前記入力操作具と連係する操作用発信体をさらに備え、
前記回転機器が、前記第1および第2の入力位置間の前記入力操作具の動きに対応する前記操作用発信体の位置を判定する操作検出器をさらに備える、態様52に記載のエンドエフェクタ。
[態様54]
前記第1および第2の入力位置間の前記入力操作具の動きを、前記操作用発信体の対応する動きに変換するために、前記入力操作具と前記操作用発信体との間に介在するリンク機構をさらに備える、態様53に記載のエンドエフェクタ。
[態様55]
前記リンク機構が、前記操作用発信体と連係するフォーク形状体を備え、
前記フォーク形状体が、前記操作具アセンブリが前記複数の操作具アセンブリ位置間を動くと、前記第1の軸の周りを回転するように配置され、
前記フォーク形状体が、前記入力操作具が前記第1および第2の入力位置間を動くと、前記第1の軸に沿って並進するようにさらに配置される、態様54に記載のエンドエフェクタ。
[態様56]
前記フォーク形状体が、内側摺動接触面および1対の内側阻止面を画定し、
前記操作用発信体を支持するキャリアをさらに備え、
前記キャリアが、外側摺動接触面および1対の外側阻止面を画定し、
前記外側摺動接触面が、前記フォーク形状体の前記内側摺動接触面に係合して、前記キャリアを動かすことなく、前記フォーク形状体が前記第1の軸の周りを回転することを可能にし、
前記1対の外側阻止面がそれぞれ、前記フォーク形状体の前記1対の内側阻止面に係合して、前記フォーク形状体および前記キャリアが前記第1の軸に沿って同時に並進することを容易にする、態様55に記載のエンドエフェクタ。
[態様57]
前記回転機器が、前記操作検出器に隣接して配置されたスロットを画定し、
前記キャリアが、前記第1および第2の入力位置間の前記入力操作具の動きによって生じる前記第1の軸に沿った前記フォーク形状体の対応する並進に応答して並進するように前記スロットに沿って支持されたボスをさらに備える、態様56に記載のエンドエフェクタ。
[態様58]
前記手動インターフェースに取り付けるためのハンドルアセンブリをさらに備え、これによって、前記ハンドルアセンブリに印加される力が、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させる、態様27~57のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様59]
前記ハンドルアセンブリが、前記手動インターフェースに解放可能に取付け可能である、態様58に記載のエンドエフェクタ。
[態様60]
前記手動インターフェースが、前記第2の軸の周りを回転するように配置されたヘッドを備え、
前記ハンドルアセンブリが、前記使用者によって前記ハンドルアセンブリに印加される力に応答して同時に回転すべく、前記手動インターフェースの前記ヘッドを受け取るように成形された動力伝達具を備える、態様58または59に記載のエンドエフェクタ。
[態様61]
前記ハンドルアセンブリが、
前記使用者によって印加される力を受け取るハンドル本体と、
前記ハンドル本体および前記動力伝達具が前記第2の軸の周りを第3の回転方向に同時に回転することを可能にし、前記動力伝達具が前記ハンドル本体に対して前記第3の回転方向とは反対の第4の回転方向に回転することを中止するように、前記ハンドル本体と前記動力伝達具との間に介在するラチェット機構と
をさらに備える、態様60に記載のエンドエフェクタ。
[態様62]
前記駆動アセンブリが、前記手動インターフェースと前記ギアトレインとの間に介在するクラッチ機構をさらに備え、
前記クラッチ機構が、
前記回転機器によって生成される回転トルクが、前記ギアトレインによって伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるが、前記手動インターフェースの前記ヘッドを回転させない第1のモードと、
前記ハンドルアセンブリに印加される力が、前記ヘッドおよび前記動力伝達具を同時に回転させて、前記ギアトレインによってトルクを伝達し、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させる第2のモードと
の間で動作可能である、態様60または61に記載のエンドエフェクタ。
[態様63]
前記クラッチ機構が、前記使用者によって前記ハンドルアセンブリに印加される力に応答して前記第1のモードから前記第2のモードへ動く、態様62に記載のエンドエフェクタ。
[態様64]
前記クラッチ機構が、前記クラッチ機構を前記第2のモードから前記第1のモードの方へ動かすように配置されたクラッチ付勢要素をさらに備える、態様62または63に記載のエンドエフェクタ。
[態様65]
前記回転機器と、前記コネクタと、前記手動インターフェースとの間に介在する差動アセンブリをさらに備え、
前記差動アセンブリが、
前記回転機器によって生成される回転トルクが、前記差動アセンブリによって前記コネクタへ伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させ、前記手動インターフェースの前記ヘッドへ伝達され、前記手動インターフェースで触覚トルクフィードバックを提供する触覚モードと、
前記回転機器によって生成される回転トルクが、前記差動アセンブリによって前記コネクタへ伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるが、回転トルクを前記手動インターフェースの前記ヘッドには伝達しない第1の中止モードと、
前記手動インターフェースの前記ヘッドに印加される回転トルクが、前記差動アセンブリによって前記コネクタへ伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるが、回転トルクを前記回転機器には伝達しない第2の中止モードと
の間で動作可能である、態様60~64のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様66]
前記差動アセンブリが、
前記手動インターフェースと回転連係するように配置されたインターフェース側歯車と、
前記コネクタと回転連係するように配置されたコネクタ側歯車と、
前記回転機器と回転連係するように配置された差動ケースと、
同時に動くように前記差動ケースに動作可能に取り付けられたピニオンシャフトと、
それぞれ前記ピニオンシャフトによって支持され、前記インターフェース側歯車および前記コネクタ側歯車に噛合係合するように配置された1対のピニオン歯車と
を備える、態様65に記載のエンドエフェクタ。
[態様67]
前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた差動ハウジングをさらに備え、
前記差動ハウジングが、前記差動アセンブリの前記差動ケースの少なくとも一部分を収容するように成形された差動チャンバを画定する、態様66に記載のエンドエフェクタ。
[態様68]
前記差動ハウジングが、差動軸を画定し、
前記差動アセンブリが前記第1の中止モードで動作するとき、前記差動ハウジングに対する前記差動ケースの前記差動軸の周りの回転が可能であり、
前記差動アセンブリが前記第2の中止モードで動作するとき、前記差動ハウジングに対する前記差動ケースの前記差動軸の周りの回転が抑制される、態様67に記載のエンドエフェクタ。
[態様69]
前記差動アセンブリが前記第2の中止モードで動作するとき、前記インターフェース側歯車および前記コネクタ側歯車の前記差動軸の周りの回転が可能である、態様68に記載のエンドエフェクタ。
[態様70]
前記差動アセンブリが前記第1の中止モードで動作するとき、前記コネクタ側歯車の前記差動軸の周りの回転が可能である、態様69に記載のエンドエフェクタ。
[態様71]
前記差動アセンブリが前記第1の中止モードで動作するとき、前記インターフェース側歯車の前記差動軸の周りの回転が抑制される、態様69または70に記載のエンドエフェクタ。
[態様72]
前記差動アセンブリの前記ピニオンシャフトが、ピニオン軸を画定し、
前記ピニオン歯車がそれぞれ、前記ピニオン軸の周りを回転することが可能である、態様68~71のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様73]
前記ピニオン軸が、前記差動軸に実質的に直交する、態様72に記載のエンドエフェクタ。
[態様74]
前記差動軸が、前記第2の軸に一致する、態様68~73のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様75]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記回転機器と前記コネクタとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットを備え、これによって、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じる、態様27~74のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様76]
前記少なくとも1つの減速ギアセットが、遊星ギアセットを備える、態様75に記載のエンドエフェクタ。
[態様77]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記第1の軸の周りの回転を前記第2の軸の周りの回転に変換するために、前記回転機器と前記コネクタとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つのベベルギアセットを備える、態様27に記載のエンドエフェクタ。
[態様78]
前記ベベルギアセットが、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じるように構成された減速ギアセットを備える、態様77に記載のエンドエフェクタ。
[態様79]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記回転機器と前記ベベルギアセットとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットをさらに備え、これによって、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じる、態様77に記載のエンドエフェクタ。
[態様80]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記ベベルギアセットと前記コネクタとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットをさらに備え、これによって、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じる、態様77に記載のエンドエフェクタ。
[態様81]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記回転機器と前記ベベルギアセットとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの補助ギアセットをさらに備える、態様80に記載のエンドエフェクタ。
[態様82]
ガイドワイヤを受け取るように前記手動インターフェースおよび前記駆動アセンブリの前記コネクタを通って画定されたガイド孔をさらに備える態様27~81のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様83]
前記回転機器に動作可能に取り付けられ、かつ前記駆動アセンブリを前記回転機器に解放可能に固定するように構成された結合器をさらに備える態様27~82のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様84]
前記結合器が、前記手術用ロボットによって選択的に維持される異なる軌道に沿って前記第2の軸を前記回転機器に対して選択的に位置決めすることを容易にするために、前記駆動アセンブリを前記回転機器に対して複数の方位で固定するように構成される、態様83に記載のエンドエフェクタ。
[態様85]
前記複数の方位が、
前記駆動アセンブリの前記第2の軸と前記取付具の基準部分との間に画定された基準方位と、
第1の回転方向における前記第1の軸の周りの前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの回転によって画定された第1の方位と、
前記第1の回転方向とは異なる第2の回転方向における前記第1の軸の周りの前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの回転によって画定された第2の方位と
を含む、態様84に記載のエンドエフェクタ。
[態様86]
前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの前記方位を判定するように、前記回転機器と前記駆動アセンブリとの間に介在する方位センサ配置体をさらに備える、態様84または85に記載のエンドエフェクタ。
[態様87]
前記方位センサ配置体が、
前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた方位用発信体と、
前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの前記方位に対応する前記方位用発信体の位置を判定するように前記回転機器に動作可能に取り付けられた方位検出器と
を備える、態様86に記載のエンドエフェクタ。
[態様88]
前記第2の軸が、前記第1の軸と交差する、態様27~87のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様89]
前記第2の軸が、前記第1の軸に実質的に直交する、態様27~88のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様90]
手術用ロボットによって選択的に維持される異なる軌道に沿って手術部位でツールを駆動するエンドエフェクタであって、
前記手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、
前記取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器と、
前記回転機器からの回転を前記第1の軸とは異なる第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、および前記第2の軸の周りを回転するように前記ツールを解放可能に固定するように構成されたコネクタを備える駆動アセンブリと、
前記回転機器に動作可能に取り付けられ、前記手術用ロボットによって選択的に維持される異なる軌道に沿って前記第2の軸を前記回転機器に対して選択的に位置決めするために、前記駆動アセンブリを前記回転機器に複数の方位で解放可能に固定するように構成され結合器と
を備えているエンドエフェクタ。
[態様91]
前記複数の方位が、
前記駆動アセンブリの前記第2の軸と前記取付具の基準部分との間に画定された基準方位と、
第1の回転方向における前記第1の軸の周りの前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの回転によって画定された第1の方位と、
前記第1の回転方向とは異なる第2の回転方向における前記第1の軸の周りの前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの回転によって画定された第2の方位と
を含む、態様90に記載のエンドエフェクタ。
[態様92]
前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの前記方位を判定するように、前記回転機器と前記駆動アセンブリとの間に介在する方位センサ配置体をさらに備える態様90または91に記載のエンドエフェクタ。
[態様93]
前記方位センサ配置体が、
前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた方位用発信体と、
前記回転機器に対する前記駆動アセンブリの前記方位に対応する前記方位用発信体の位置を判定するように前記回転機器に動作可能に取り付けられた方位検出器と
を備える、態様92に記載のエンドエフェクタ。
[態様94]
前記駆動アセンブリと連係する手動インターフェースをさらに備え、
前記手動インターフェースが、使用者から印加された力を受け取って前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるための回転トルクに変換するように配置される、態様90~93のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様95]
前記手動インターフェースに取り付けるためのハンドルアセンブリをさらに備え、これによって、前記ハンドルアセンブリに印加される力が、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させる、態様94に記載のエンドエフェクタ。
[態様96]
前記ハンドルアセンブリが、前記手動インターフェースに解放可能に取付け可能である、態様95に記載のエンドエフェクタ。
[態様97]
前記手動インターフェースが、前記第2の軸の周りを回転するように配置されたヘッドを備え、
前記ハンドルアセンブリが、前記使用者によって前記ハンドルアセンブリに印加される力に応答して同時に回転すべく、前記手動インターフェースの前記ヘッドを受け取るように成形された動力伝達具を備える、態様95または96に記載のエンドエフェクタ。
[態様98]
前記ハンドルアセンブリが、
前記使用者によって印加される力を受け取るハンドル本体と、
前記ハンドル本体および前記動力伝達具が前記第2の軸の周りを第3の回転方向に同時に回転することを可能にし、前記動力伝達具が前記ハンドル本体に対して前記第3の回転方向とは反対の第4の回転方向に回転することを中止するように、前記ハンドル本体と前記動力伝達具との間に介在するラチェット機構と
をさらに備える、態様97に記載のエンドエフェクタ。
[態様99]
前記駆動アセンブリが、前記手動インターフェースと前記ギアトレインとの間に介在するクラッチ機構をさらに備え、
前記クラッチ機構が、
前記回転機器によって生成される回転トルクが、前記ギアトレインによって伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるが、前記手動インターフェースの前記ヘッドを回転させない第1のモードと、
前記ハンドルアセンブリに印加される力が、前記ヘッドおよび前記動力伝達具を同時に回転させて、前記ギアトレインによってトルクを伝達し、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させる第2のモードと
の間で動作可能である、態様97または98に記載のエンドエフェクタ。
[態様100]
前記クラッチ機構が、前記使用者によって前記ハンドルアセンブリに印加される力に応答して、前記第1のモードから前記第2のモードへ動く、態様99に記載のエンドエフェクタ。
[態様101]
前記クラッチ機構が、前記クラッチ機構を前記第2のモードから前記第1のモードの方へ動かすように配置されたクラッチ付勢要素をさらに備える、態様99または100に記載のエンドエフェクタ。
[態様102]
前記回転機器と、前記コネクタと、前記手動インターフェースとの間に介在する差動アセンブリをさらに備え、
前記差動アセンブリが、
前記回転機器によって生成される回転トルクが、前記差動アセンブリによって前記コネクタへ伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させ、前記手動インターフェースの前記ヘッドへ伝達され、前記手動インターフェースで触覚トルクフィードバックを提供する触覚モードと、
前記回転機器によって生成される回転トルクが、前記差動アセンブリによって前記コネクタへ伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるが、回転トルクを前記手動インターフェースの前記ヘッドには伝達しない第1の中止モードと、
前記手動インターフェースの前記ヘッドに印加される回転トルクが、前記差動アセンブリによって前記コネクタへ伝達され、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるが、回転トルクを前記回転機器には伝達しない第2の中止モードと
の間で動作可能である、態様97~101のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様103]
前記差動アセンブリが、
前記手動インターフェースと回転連係するように配置されたインターフェース側歯車と、
前記コネクタと回転連係するように配置されたコネクタ側歯車と、
前記回転機器と回転連係するように配置された差動ケースと、
同時に動くように前記差動ケースに動作可能に取り付けられたピニオンシャフトと、
それぞれ前記ピニオンシャフトによって支持され、前記インターフェース側歯車および前記コネクタ側歯車に噛合係合するように配置された1対のピニオン歯車と
を備える、態様102に記載のエンドエフェクタ。
[態様104]
前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた差動ハウジングをさらに備え、
前記差動ハウジングが、前記差動アセンブリの前記差動ケースの少なくとも一部分を収容するように成形された差動チャンバを画定する、態様103に記載のエンドエフェクタ。
[態様105]
前記差動ハウジングが、差動軸を画定し、
前記差動アセンブリが前記第1の中止モードで動作するとき、前記差動ハウジングに対する前記差動ケースの前記差動軸の周りの回転が可能であり、
前記差動アセンブリが前記第2の中止モードで動作するとき、前記差動ハウジングに対する前記差動ケースの前記差動軸の周りの回転が抑制される、態様104に記載のエンドエフェクタ。
[態様106]
前記差動アセンブリが前記第2の中止モードで動作するとき、前記インターフェース側歯車および前記コネクタ側歯車の前記差動軸の周りの回転が可能である、態様105に記載のエンドエフェクタ。
[態様107]
前記差動アセンブリが前記第1の中止モードで動作するとき、前記コネクタ側歯車の前記差動軸の周りの回転が可能である、態様106に記載のエンドエフェクタ。
[態様108]
前記差動アセンブリが前記第1の中止モードで動作するとき、前記インターフェース側歯車の前記差動軸の周りの回転が抑制される、態様106または107に記載のエンドエフェクタ。
[態様109]
前記差動アセンブリの前記ピニオンシャフトが、ピニオン軸を画定し、
前記ピニオン歯車がそれぞれ、前記ピニオン軸の周りを回転することが可能である、態様105~108のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様110]
前記ピニオン軸が、前記差動軸に実質的に直交する、態様109に記載のエンドエフェクタ。
[態様111]
前記差動軸が、前記第2の軸に一致する、態様105~110のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様112]
前記手動インターフェースが、前記使用者から印加された回転力を受け取るために、前記第2の軸の周りを回転するように配置されたヘッドを備える、態様94~111のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様113]
前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた保護カバーをさらに備え、
前記保護カバーが、
前記第2の軸が前記保護カバーの少なくとも一部分と交差して、前記手動インターフェースへのアクセスを制限する第1の保護位置と、
前記保護カバーが前記第2の軸から隔置されて、前記手動インターフェースへのアクセスを促進する第2の保護位置と
の間を前記第2の軸に対して動くように配置される、態様112に記載のエンドエフェクタ。
[態様114]
前記保護カバーが、保護ポケットを画定する保護体を備え、
前記保護ポケットが、前記第1の保護位置で前記手動インターフェースの少なくとも一部分を収容するように成形される、態様113に記載のエンドエフェクタ。
[態様115]
前記保護体が、前記第1の保護位置と前記第2の保護位置との間で保護軸の周りを旋回するように、前記駆動アセンブリに動作可能に取り付けられた保護ヒンジを備える、態様114に記載のエンドエフェクタ。
[態様116]
前記保護軸が、前記第2の軸に実質的に直交して配置される、態様115に記載のエンドエフェクタ。
[態様117]
前記保護軸が、前記第1の軸に実質的に直交して配置される、態様115または116に記載のエンドエフェクタ。
[態様118]
ガイドワイヤを受け取るように前記手動インターフェースおよび前記駆動アセンブリの前記コネクタを通って画定されたガイド孔をさらに備える態様94~117のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様119]
操作具アセンブリをさらに備え、
前記操作具アセンブリが、
使用者の手を支持するグリップと、
前記回転機器と連係し、使用者によって係合されると、前記回転機器を駆動し、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置された入力操作具と、
複数の操作具アセンブリ位置間で前記回転機器に対して動くように、前記グリップおよび前記入力操作具を支持するフレームと
を備える、態様90~118のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様120]
前記操作具アセンブリが、前記フレームに結合された保持器をさらに備え、
前記保持器および前記回転機器のうちの一方が、ロック位置とロック解除位置との間を選択的に可動であるプランジャを備え、
前記保持器および前記回転機器のうちの他方が、複数の受入部を有するキャッチを備え、
前記複数の受入部がそれぞれ、前記プランジャを前記ロック位置で受け取って前記操作具アセンブリ位置のうちの一方を画定するように成形される、態様119に記載のエンドエフェクタ。
[態様121]
前記キャッチが、略環状の形状を有し、
前記受入部が、前記キャッチの周りで互いから径方向に隔置される、態様120に記載のエンドエフェクタ。
[態様122]
前記保持器が、前記プランジャと連係する解放レバーを備え、
前記解放レバーが、前記使用者によって係合されると、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間の前記プランジャの動きを容易にするように配置される、態様120または121に記載のエンドエフェクタ。
[態様123]
前記フレームが、前記複数の操作具アセンブリ位置間を前記回転機器に対して回転するように前記操作具アセンブリを支持する、態様120~122のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様124]
前記回転機器が、ジャーナルを備え、
前記操作具アセンブリが、前記フレームに動作可能に取り付けられた支承面を備え、前記支承面が、前記ジャーナルに係合するように配置され、これによって、前記操作具アセンブリが、操作軸の周りで前記複数の操作具アセンブリ位置間を前記回転機器に対して選択的に可動である、態様123に記載のエンドエフェクタ。
[態様125]
前記操作軸が、前記第1の軸に一致する、態様124に記載のエンドエフェクタ。
[態様126]
前記操作具アセンブリの前記フレームが、
前記複数の操作具アセンブリ位置間を同時に動くように前記保持器に結合された第1のフレーム本体と、
複数のグリップ位置間を前記第1のフレーム本体に対して動くように前記グリップおよび前記入力操作具を支持する第2のフレーム本体と
を備える、態様123~125のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様127]
前記複数のグリップ位置が、
前記第2のフレーム本体の少なくとも一部分が前記手動インターフェースへのアクセスを制限し、前記入力操作具が、前記使用者によって係合されると、前記回転機器を駆動して前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置される第1のグリップ位置と、
前記第2のフレーム本体が、前記使用者から印加された力を受け取って前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させることを容易にするように、前記手動インターフェースに対して隔置関係で配置される第2のグリップ位置と
を含む、態様126に記載のエンドエフェクタ。
[態様128]
前記第2のフレーム本体が、前記複数のグリップ位置間の動きに依存することなく、前記複数の操作具アセンブリ位置間を前記第1のフレーム本体と同時に動くように配置される、態様126または127に記載のエンドエフェクタ。
[態様129]
前記駆動アセンブリと連係する手動インターフェースをさらに備え、
前記手動インターフェースが、使用者から印加された力を受け取り、前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるための回転トルクに変換するように配置され、
前記複数の操作具アセンブリ位置が、
前記操作具アセンブリが前記使用者によって係合されると、前記回転機器を駆動して前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置される第1の操作具アセンブリ位置と、
前記手動インターフェースが、前記使用者から印加された力を受け取って前記ツールを前記第2の軸の周りで回転させるように配置される第2の操作具アセンブリ位置と
を含む、態様119~128のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様130]
前記第1および第2の操作具アセンブリ位置間の前記回転機器に対する前記操作具アセンブリの位置を判定するように、前記回転機器と前記操作具アセンブリとの間に介在するアセンブリセンサ配置体をさらに備える態様129に記載のエンドエフェクタ。
[態様131]
前記第2の軸が、前記第1の操作具アセンブリ位置で、前記操作具アセンブリの少なくとも一部分と交差する、態様129または130に記載のエンドエフェクタ。
[態様132]
前記操作具アセンブリが前記第1および第2の操作具アセンブリ位置のうちの一方にあるとき、前記操作具アセンブリの前記グリップが、前記第2の軸に実質的に平行である、態様129~131のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様133]
前記操作具アセンブリが前記第1および第2の操作具アセンブリ位置のうちの一方にあるとき、前記操作具アセンブリの前記グリップが、前記第2の軸に実質的に直交する、態様129~132のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様134]
前記操作具アセンブリが前記第1および第2の操作具アセンブリ位置のうちの他方にあるとき、前記操作具アセンブリの前記グリップが、前記第2の軸に実質的に平行である、態様133に記載のエンドエフェクタ。
[態様135]
前記操作具アセンブリが前記第1の操作具アセンブリ位置にあるとき、前記操作具アセンブリの少なくとも一部分が、前記手動インターフェースへのアクセスを制限する、態様129~134のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様136]
前記第1の操作具アセンブリ位置から前記第2の操作具アセンブリ位置への動きが、前記使用者から印加された力を受け取るように前記手動インターフェースのアクセスを促進する、態様129~135のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様137]
前記操作具アセンブリの前記入力操作具が、前記回転機器によって生成される回転トルクを制御するために、第1の入力位置と第2の入力位置との間を前記グリップに対して動くように配置される、態様119~136のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様138]
前記操作具アセンブリが、前記入力操作具と連係する操作用発信体をさらに備え、
前記回転機器が、前記第1および第2の入力位置間の前記入力操作具の動きに対応する前記操作用発信体の位置を判定する操作検出器をさらに備える、態様137に記載のエンドエフェクタ。
[態様139]
前記第1および第2の入力位置間の前記入力操作具の動きを、前記操作用発信体の対応する動きに変換するために、前記入力操作具と前記操作用発信体との間に介在するリンク機構をさらに備える態様138に記載のエンドエフェクタ。
[態様140]
前記リンク機構が、前記操作用発信体と連係するフォーク形状体を備え、
前記フォーク形状体が、前記操作具アセンブリが前記複数の操作具アセンブリ位置間を動くと、前記第1の軸の周りを回転するように配置され、
前記フォーク形状体が、前記入力操作具が前記第1および第2の入力位置間を動くと、前記第1の軸に沿って並進するようにさらに配置される、態様139に記載のエンドエフェクタ。
[態様141]
前記フォーク形状体が、内側摺動接触面および1対の内側阻止面を画定し、
前記操作用発信体を支持するキャリアをさらに備え、
前記キャリアが、外側摺動接触面および1対の外側阻止面を画定し、
前記外側摺動接触面が、前記フォーク形状体の前記内側摺動接触面に係合して、前記キャリアを動かすことなく、前記フォーク形状体が前記第1の軸の周りを回転することを可能にし、
前記1対の外側阻止面がそれぞれ、前記フォーク形状体の前記1対の内側阻止面に係合して、前記フォーク形状体および前記キャリアが前記第1の軸に沿って同時に並進することを容易にする、態様140に記載のエンドエフェクタ。
[態様142]
前記回転機器が、前記操作検出器に隣接して配置されたスロットを画定し、
前記キャリアが、前記第1および第2の入力位置間の前記入力操作具の動きによって生じる前記第1の軸に沿った前記フォーク形状体の対応する並進に応答して並進するように前記スロットに沿って支持されたボスをさらに備える、態様143に記載のエンドエフェクタ。
[態様143]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記回転機器と前記コネクタとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットを備え、これによって、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じる、態様90~142のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様144]
前記少なくとも1つの減速ギアセットが、遊星ギアセットを備える、態様143に記載のエンドエフェクタ。
[態様145]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記第1の軸の周りの回転を前記第2の軸の周りの回転に変換するために、前記回転機器と前記コネクタとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つのベベルギアセットを備える、態様90に記載のエンドエフェクタ。
[態様146]
前記ベベルギアセットが、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じるように構成された減速ギアセットを備える、態様145に記載のエンドエフェクタ。
[態様147]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記回転機器と前記ベベルギアセットとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットをさらに備え、これによって、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じる、態様145に記載のエンドエフェクタ。
[態様148]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記ベベルギアセットと前記コネクタとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットをさらに備え、これによって、前記回転機器の回転が前記ツールの回転とは異なる速度で生じる、態様145に記載のエンドエフェクタ。
[態様149]
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記回転機器と前記ベベルギアセットとの間で回転連係するように介在する少なくとも1つの補助ギアセットをさらに備える、態様148に記載のエンドエフェクタ。
[態様150]
前記第2の軸が、前記第1の軸と交差する、態様90~149のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様151]
前記第2の軸が、前記第1の軸に実質的に直交する、態様90~150のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
[態様152]
手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位に対してツールを案内するエンドエフェクタであって、前記ツールが、第1のツールと、前記第1のツールとは異なる第2のツールとを含む、エンドエフェクタにおいて、
前記手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、
前記取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器と、
前記回転機器からの前記第1の軸の周りの回転を第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、前記ギアトレインと回転連係して、第1の駆動比で前記第2の軸の周りを同時に回転するように前記第1のツールを解放可能に固定するように配置された第1の回転係止具、前記ギアトレインと連係して、前記第1の駆動比とは異なる第2の駆動比で前記第2の軸の周りを同時に回転するように前記第2のツールを解放可能に固定するように配置された第2の回転係止具、ならびに前記手術用ロボットによって維持される前記軌道に沿って前記駆動アセンブリと同時に並進するように前記第1のツールおよび前記第2のツールのうちの一方を解放可能に固定する軸方向係止具を備える駆動アセンブリと
を備え、
前記軸方向係止具が、
前記第2の軸に沿った前記駆動アセンブリと前記固定ツールとの間の相対運動が可能である解放形態と、
前記第2の軸に沿った前記駆動アセンブリと前記固定ツールとの間の相対運動が制限されるロック形態と
の間で動作可能である、エンドエフェクタ。
[態様153]
手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位でツールを駆動するエンドエフェクタであって、前記ツールが、第1のツールと、前記第1のツールとは異なる第2のツールとを含む、前記エンドエフェクタにおいて、
前記手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、
前記取付具に結合され、第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータを備える回転機器と、
前記回転機器からの回転を前記第1の軸とは異なる第2の軸の周りの回転に変換するギアトレイン、前記第2の軸の周りを回転するように前記第1のツールおよび前記第2のツールのうちの一方を解放可能に固定するように構成されたコネクタ、ならびに前記回転機器と前記コネクタとの間で回転連係するように介在する伝動装置を備える駆動アセンブリと
を備え、
前記伝動装置が、第1のギアセット、第2のギアセット、および変換カラーを備え、
前記変換カラーが、
前記変換カラーが前記第1のギアセットに係合して、第1の駆動比で前記回転機器と前記コネクタとの間で回転を変換する第1のカラー位置と、
前記変換カラーが前記第2のギアセットに係合して、前記第1の駆動比とは異なる第2の駆動比で前記回転機器と前記コネクタとの間で回転を変換する第2のカラー位置と
の間を動くように配置される、エンドエフェクタ。
[態様154]
前記伝動装置が、前記第1のカラー位置と前記第2のカラー位置との間を同時に動くように、前記変換カラーに動作可能に取り付けられた伝動リンク機構をさらに備え、
前記伝動リンク機構が、前記第2のツールが前記駆動アセンブリの前記コネクタに固定されたとき、前記第2のツールの少なくとも一部分に係合して、前記変換カラーを前記第2のカラー位置へ動かすように配置された切換器を画定する、態様153に記載のエンドエフェクタ。
[態様155]
前記伝動装置が、前記変換カラーを前記第1のカラー位置の方へ動かすように配置されたリンク機構付勢要素をさらに備える、態様154に記載のエンドエフェクタ。
[態様156]
前記切換器が、前記第1のツールが前記駆動アセンブリの前記コネクタに固定されたとき、前記変換カラーを前記第1のカラー位置へ動かすように配置される、態様155に記載のエンドエフェクタ。
[態様157]
手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位にパイロット孔を形成する方法であって、
アクチュエータ、駆動アセンブリ、手動インターフェース、および操作具アセンブリを支持するエンドエフェクタを前記手術用ロボットに取り付けることと、
第2の軸に沿って前記駆動アセンブリに回転切断ツールを取り付けることと、
前記第2の軸を前記軌道と位置合わせして、前記回転切断ツールを前記手術部位に位置決めすることと、
前記操作具アセンブリに係合して、前記アクチュエータによって第1の軸の周りに回転トルクを生成し、前記駆動アセンブリによって前記アクチュエータからの前記第1の軸の周りのトルクを変換して、前記回転切断ツールを前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記軌道に沿って前記回転切断ツールを第1の深さまで前進させることと、
前記第1の軸の周りの回転を中止することと、
前記手動インターフェースを提示するように前記操作具アセンブリを位置決めすることと、
前記手動インターフェースに力を印加して、前記回転切断ツールを前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記軌道に沿って前記回転切断ツールを前記第1の深さより大きい第2の深さまで前進させることと
を含む方法。
[態様158]
手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位に固定具を設置する方法であって、
アクチュエータ、駆動アセンブリ、手動インターフェース、および操作具アセンブリを支持するエンドエフェクタを前記手術用ロボットに取り付けることと、
第2の軸に沿って前記駆動アセンブリにツールを取り付けることと、
前記固定具を前記ツールに取り付けることと、
前記第2の軸を前記軌道と位置合わせして、前記固定具を前記手術部位に隣接して位置決めすることと、
前記操作具アセンブリに係合して、前記アクチュエータによって第1の軸の周りに回転トルクを生成し、前記駆動アセンブリによって前記アクチュエータからの前記第1の軸の周りのトルクを変換して、前記ツールおよび前記固定具を前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記軌道に沿って前記ツールおよび前記固定具を第1の深さまで前進させることと、
前記第1の軸の周りの回転を中止することと、
前記手動インターフェースを提示するように前記操作具アセンブリを位置決めすることと、
前記手動インターフェースに力を印加して、前記ツールおよび前記固定具を前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記軌道に沿って前記固定具を前記第1の深さより大きい第2の深さまで前進させることと
を含む方法。
[態様159]
手術用ロボットによって維持されるそれぞれの第1および第2の軌道に沿って手術部位に第1および第2の固定具を設置する方法であって、
アクチュエータ、駆動アセンブリ、手動インターフェース、および操作具アセンブリを支持するエンドエフェクタを前記手術用ロボットに取り付けることと、
第2の軸に沿って前記駆動アセンブリにツールを取り付けることと、
前記第1の固定具を前記ツールに取り付けることと、
前記第2の軸を前記第1の軌道と位置合わせして、前記第1の固定具を前記手術部位に隣接して位置決めすることと、
前記操作具アセンブリに係合して、前記アクチュエータによって第1の軸の周りに回転トルクを生成し、前記駆動アセンブリによって前記アクチュエータからの前記第1の軸の周りのトルクを変換して、前記ツールおよび前記第1の固定具を前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記第1の軌道に沿って前記ツールおよび前記第1の固定具を第1の深さまで前進させることと、
前記第1の軸の周りの回転を中止することと、
前記手動インターフェースを提示するように前記操作具アセンブリを位置決めすることと、
前記手動インターフェースに力を印加して、前記ツールおよび前記第1の固定具を前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記第1の軌道に沿って前記ツールおよび前記第1の固定具を前記第1の深さより大きい第2の深さまで前進させることと、
前記第1の固定具を前記ツールから解放することと、
前記第2の固定具を前記ツールに取り付けることと、
前記第2の軸を前記第2の軌道と位置合わせして、前記第2の固定具を前記手術部位に隣接して位置決めすることと、
前記操作具アセンブリに係合して、前記アクチュエータによって前記第1の軸の周りに回転トルクを生成することと、
前記駆動アセンブリによって前記アクチュエータからの前記第1の軸の周りのトルクを変換して、前記ツールおよび前記第2の固定具を前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記第2の軌道に沿って前記ツールおよび前記第2の固定具を第3の深さまで前進させることと、
前記第1の軸の周りの回転を中止することと、
前記手動インターフェースを提示するように前記操作具アセンブリを位置決めすることと、
前記手動インターフェースに力を印加して、前記ツールおよび前記第2の固定具を前記第2の軸の周りで回転させることと、
前記手術部位で前記第2の軌道に沿って前記ツールおよび前記第2の固定具を前記第3の深さより大きい第4の深さまで前進させることと
を含む方法。
In the above description, several configurations were discussed. However, the configurations discussed herein are not intended to be exhaustive or to limit the invention to particular forms. The terminology used is intended to be in the nature of words of description rather than limitation. Many modifications and variations are possible in light of the above teachings, and the invention may be practiced otherwise than as specifically described. Note that aspects of the technical idea that can be understood from the above embodiments are shown below.
[Aspect 1]
An end effector for driving a tool at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the tool having an interface end and a working end, the end effector comprising:
a fixture adapted to be attached to the surgical robot;
an actuator coupled to the fixture and configured to generate rotational torque about a first axis;
drive assembly and
Equipped with
The drive assembly includes:
a gear train that converts rotation about the first axis from the actuator into rotation about a second axis;
a drive conduit supported for rotation about the second axis;
a first rotational lock operably attached to the drive conduit to releasably secure the tool for simultaneous rotation about the second axis;
an axial stop releasably securing the tool for simultaneous translation of the drive conduit along the trajectory maintained by the surgical robot;
Equipped with
The axial locking device is
a release configuration allowing relative movement between the drive assembly and the tool along the second axis;
a locking configuration that limits relative movement between the drive assembly and the tool along the second axis;
An end effector that is capable of operating between
[Aspect 2]
The end effector of aspect 1, wherein the drive conduit of the drive assembly defines a drive hole shaped to receive the working end of the tool along the second axis.
[Aspect 3]
The drive assembly defines a proximal inlet and an opposing distal outlet, and the drive conduit is interposed in communication between the proximal inlet and the distal outlet to maintain the axial engagement. When the stop is in the released configuration, the working end of the tool is inserted into the proximal inlet along the second axis and through the drive hole and out of the distal outlet into the surgical 3. The end effector according to aspect 2, being capable of advancing toward the site.
[Aspect 4]
4. The end effector of aspect 2 or 3, wherein at least a portion of the drive hole of the drive conduit defines the first rotational stop.
[Aspect 5]
the first rotational stop of the drive assembly is configured to engage at least a portion of the tool between the interface end and the working end when the axial stop is in the locked configuration; 5. The end effector of aspect 4, wherein the interface end of the tool is disposed proximal to the drive bore and the working end of the tool is disposed distal to the drive bore. .
[Aspect 6]
The end effector according to any one of aspects 1 to 5, wherein the first axis is different from the second axis.
[Aspect 7]
The end effector of any one of aspects 1-6, wherein the first axis is substantially orthogonal to the second axis.
[Aspect 8]
The end effector according to any one of aspects 1 to 5, wherein the first axis coincides with the second axis.
[Aspect 9]
The gear train of the drive assembly includes at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the actuator and the drive conduit, thereby reducing rotation of the actuator about the first axis. 9. The end effector of any one of aspects 1-8, wherein rotation of the first rotational stop about the second axis occurs at a different speed.
[Aspect 10]
The drive assembly further includes a second rotational stop different from the first rotational stop, the second rotational stop being configured to rotate the rotational stop simultaneously about the second axis. operably attached to the drive conduit to releasably secure a second tool, the second rotational stop is disposed in rotational communication with the gear train, thereby 10. The end effector of aspect 9, wherein rotation of the rotational lock about the second axis occurs at a different rate than rotation of the first rotational lock about the second axis.
[Aspect 11]
11. The end of aspect 10, wherein rotation of the second rotational stop about the second axis occurs in a 1:1 ratio to rotation of the actuator about the first axis. effector.
[Aspect 12]
the gear train of the drive assembly includes a transmission interposed in rotational communication between the actuator and the drive conduit;
the transmission device includes a first gear set, a second gear set, and a conversion collar;
The conversion color is
a first collar position in which the conversion collar engages the first gear set to convert rotation between the actuator and the drive conduit at a first drive ratio;
a second collar position where the conversion collar engages the second gear set to convert rotation between the actuator and the drive conduit at a second drive ratio different from the first drive ratio; and
The end effector according to any one of aspects 1 to 11, wherein the end effector is arranged to move between the ends.
[Aspect 13]
the transmission further comprising a transmission linkage operably attached to the translation collar for simultaneous movement between the first collar position and the second collar position;
a switch, wherein the transmission linkage is arranged to engage at least a portion of the tool to move the conversion collar to the second collar position when the axial lock is in the locked configuration; 13. The end effector of aspect 12, defining a vessel.
[Aspect 14]
The transmission device includes a linkage biasing element arranged to move the conversion collar toward the first collar position when the axial lock moves from the locked configuration to the released configuration. The end effector according to aspect 13, further comprising:
[Aspect 15]
15. The end effector of any one of aspects 1-14, wherein the first rotational lock comprises a keyhole.
[Aspect 16]
15. The end effector of any one of aspects 1-14, wherein the first rotational stop comprises a spline hole.
[Aspect 17]
15. The end effector of any one of aspects 1-14, wherein the first rotational stop comprises a notch.
[Aspect 18]
18. The end effector of any one of aspects 1-17, wherein the axial stop comprises a spherical element.
[Aspect 19]
the axial stop comprises a slider element;
The slider element is
a first slider element position associated with the release configuration;
a second slider element position associated with the locking configuration;
18. The end effector according to any one of aspects 1 to 17, wherein the end effector is arranged to move relative to the second axis between.
[Aspect 20]
20. The end effector of aspect 19, wherein the slider element is positioned closer to the second axis at the second slider element position than at the first slider element position.
[Aspect 21]
the axial locking device includes a collet mechanism;
The collet mechanism is
a collet positioned to receive the tool along the second axis;
a collet tensioner coupled to the collet;
Equipped with
The collet tensioner is
a first tensioner position relative to the release configuration allowing relative movement between the tool and the collet;
a second tensioner position associated with the locking configuration in which relative movement between the tool and the collet is restricted;
18. The end effector according to any one of aspects 1 to 17, wherein the end effector is arranged to move between the ends.
[Aspect 22]
22. The end effector of aspect 21, wherein movement of the collet tensioner from the first tensioner position to the second tensioner position moves at least a portion of the collet radially inwardly toward the second axis. .
[Aspect 23]
further comprising a light source operably attached to the fixture;
23. The end effector of any one of aspects 1-22, wherein the light source is configured to emit light towards the surgical site.
[Aspect 24]
24. The end effector of aspect 23, wherein the light source comprises a laser diode.
[Aspect 25]
25. The end effector of aspect 23 or 24, wherein the light source is further configured to emit light along an optical path substantially aligned with the second axis.
[Aspect 26]
26. The end effector of any one of aspects 23-25, wherein the light source is configured to be removably attached to the drive conduit of the drive assembly.
[Aspect 27]
An end effector for driving a tool at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the end effector comprising:
a fixture adapted to be attached to the surgical robot;
a rotating device comprising an actuator coupled to the fixture and configured to generate rotational torque about a first axis;
a gear train for converting rotation from the rotating equipment into rotation about a second axis different from the first axis, and releasably securing the tool for rotation about the second axis; a drive assembly comprising a connector configured to;
a grip for supporting a user's hand and arranged to cooperate with the rotating device and, when engaged by the user, drive the rotating device to rotate the tool about the second axis; an operating tool assembly comprising an input operating tool;
a manual interface in communication with the drive assembly and arranged to receive applied force from the user and convert it into rotational torque for rotating the tool about the second axis;
An end effector equipped with
[Aspect 28]
28. The end effector of aspect 27, wherein the manipulator assembly includes a frame that supports the grip and the input manipulator for movement relative to the rotating instrument between a plurality of manipulator assembly positions.
[Aspect 29]
the manipulator assembly further comprises a retainer coupled to the frame;
one of the retainer and the rotary device includes a plunger that is selectively movable between a locked position and an unlocked position;
the other of the retainer and the rotating device includes a catch having a plurality of receiving portions;
29. The end effector of aspect 28, wherein each of the plurality of receptacles is shaped to receive the plunger in the locked position to define one of the manipulator assembly positions.
[Aspect 30]
the catch has a substantially annular shape,
30. The end effector of aspect 29, wherein the receptacles are radially spaced from each other about the catch.
[Aspect 31]
the retainer includes a release lever associated with the plunger;
31. The end effector of aspect 29 or 30, wherein the release lever is arranged to facilitate movement of the plunger between the locked position and the unlocked position when engaged by the user. .
[Aspect 32]
32. The end effector of any one of aspects 29-31, wherein the frame supports the manipulator assembly for rotation relative to the rotary instrument between the plurality of manipulator assembly positions.
[Aspect 33]
The rotating device includes a journal,
The manipulator assembly includes a bearing surface operably attached to the frame, the bearing surface being arranged to engage the journal, thereby causing the manipulator assembly to rotate about the manipulating axis. 33. The end effector of aspect 32, wherein the end effector is selectively movable with respect to the rotating instrument between the plurality of manipulator assembly positions.
[Aspect 34]
34. The end effector according to aspect 33, wherein the operating axis coincides with the first axis.
[Aspect 35]
The frame of the manipulator assembly includes:
a first frame body coupled to the retainer for simultaneous movement between the plurality of manipulator assembly positions;
a second frame body supporting the grip and the input operating tool so as to move between a plurality of grip positions relative to the first frame body;
The end effector according to aspect 33 or 34, comprising:
[Aspect 36]
The plurality of grip positions are
At least a portion of the second frame body restricts access to the manual interface, and when the input manipulator is engaged by the user, drives the rotary instrument to move the tool to the second shaft. a first grip position arranged for rotation about the first grip position;
the second frame body is in a spaced relationship with respect to the manual interface to facilitate receiving applied forces from the user to rotate the tool about the second axis; a second grip position to be placed;
36. The end effector according to aspect 35, comprising:
[Aspect 37]
Aspects 35 or 36, wherein the second frame body is arranged to move simultaneously with the first frame body between the plurality of manipulator assembly positions without relying on movement between the plurality of grip positions. End effector described in.
[Aspect 38]
The plurality of manipulator assembly positions are
a first manipulator assembly position positioned to drive the rotary instrument to rotate the tool about the second axis when the manipulator assembly is engaged by the user;
a second manipulator assembly position in which the manual interface is positioned to receive an applied force from the user to rotate the tool about the second axis;
The end effector according to aspect 28, comprising:
[Aspect 39]
further comprising an assembly sensor arrangement interposed between the rotating instrument and the operating tool assembly to determine a position of the operating tool assembly relative to the rotating instrument between the first and second operating tool assembly positions. The end effector according to aspect 38.
[Aspect 40]
40. The end effector of aspect 38 or 39, wherein the second axis intersects at least a portion of the manipulator assembly at the first manipulator assembly position.
[Aspect 41]
Aspects 38-40, wherein the grip of the manipulator assembly is substantially parallel to the second axis when the manipulator assembly is in one of the first and second manipulator assembly positions. The end effector according to any one of the above.
[Aspect 42]
42, wherein the grip of the manipulator assembly is substantially orthogonal to the second axis when the manipulator assembly is in one of the first and second manipulator assembly positions. The end effector according to any one of the items.
[Aspect 43]
43. The grip of the manipulator assembly is substantially parallel to the second axis when the manipulator assembly is in the other of the first and second manipulator assembly positions. end effector.
[Aspect 44]
The end effector of any one of aspects 38-43, wherein at least a portion of the handle assembly restricts access to the manual interface when the handle assembly is in the first handle assembly position. .
[Aspect 45]
Any of aspects 38-44, wherein movement from the first manipulator assembly position to the second manipulator assembly position facilitates access to the manual interface to receive an applied force from the user. The end effector according to item 1.
[Aspect 46]
46. According to any one of aspects 27 to 45, the manual interface comprises a head arranged to rotate about the second axis to receive rotational force applied from the user. end effector.
[Aspect 47]
further comprising a protective cover operably attached to the drive assembly;
The protective cover is
a first protective position in which the second axis intersects at least a portion of the protective cover to limit access to the manual interface;
a second protective position in which the protective cover is spaced from the second shaft to facilitate access to the manual interface;
47. The end effector of aspect 46, wherein the end effector is arranged to move relative to the second axis between.
[Aspect 48]
the protective cover comprises a protector defining a protective pocket;
48. The end effector of aspect 47, wherein the protective pocket is shaped to accommodate at least a portion of the manual interface in the first protective position.
[Aspect 49]
Aspect 48, wherein the protector comprises a protection hinge operably attached to the drive assembly such that the protector pivots about a protection axis between the first protection position and the second protection position. End effector as described.
[Aspect 50]
50. The end effector of aspect 49, wherein the protection axis is disposed substantially perpendicular to the second axis.
[Aspect 51]
51. The end effector of aspect 49 or 50, wherein the protection axis is disposed substantially orthogonal to the first axis.
[Aspect 52]
the manipulator assembly further comprising a frame that supports the grip and the input manipulator for rotation relative to the rotating device between a plurality of manipulator assembly positions;
the input manipulator of the manipulator assembly is arranged to move relative to the grip between a first input position and a second input position to control rotational torque generated by the rotating device; The end effector according to aspect 27.
[Aspect 53]
The operating tool assembly further includes an operating transmitter that cooperates with the input operating tool,
53. The end effector of aspect 52, wherein the rotary device further comprises a manipulation detector that determines a position of the manipulation emitter corresponding to movement of the input manipulator between the first and second input positions.
[Aspect 54]
interposed between the input operating tool and the operating transmitter to convert movement of the input operating tool between the first and second input positions into a corresponding movement of the operating transmitter. 54. The end effector of aspect 53, further comprising a linkage.
[Aspect 55]
The link mechanism includes a fork-shaped body that cooperates with the operating transmitter,
the fork feature is arranged to rotate about the first axis as the manipulator assembly moves between the plurality of manipulator assembly positions;
55. The end effector of aspect 54, wherein the fork feature is further arranged to translate along the first axis as the input manipulator moves between the first and second input positions.
[Aspect 56]
the fork-shaped body defining an inner sliding contact surface and a pair of inner blocking surfaces;
further comprising a carrier that supports the operation transmitter,
the carrier defines an outer sliding contact surface and a pair of outer blocking surfaces;
The outer sliding contact surface engages the inner sliding contact surface of the fork-shaped body to enable rotation of the fork-shaped body about the first axis without moving the carrier. west,
the pair of outer blocking surfaces each engage the pair of inner blocking surfaces of the fork-shaped body to facilitate simultaneous translation of the fork-shaped body and the carrier along the first axis; The end effector according to aspect 55.
[Aspect 57]
the rotating device defines a slot located adjacent to the manipulation detector;
the carrier is in the slot for translation in response to a corresponding translation of the fork-shaped body along the first axis caused by movement of the input manipulator between the first and second input positions; 57. The end effector of aspect 56, further comprising a boss supported along.
[Aspect 58]
58. According to any one of aspects 27-57, further comprising a handle assembly for attachment to the manual interface, whereby the force applied to the handle assembly rotates the tool about the second axis. End effector as described.
[Aspect 59]
59. The end effector of aspect 58, wherein the handle assembly is releasably attachable to the manual interface.
[Aspect 60]
the manual interface comprises a head arranged to rotate about the second axis;
According to aspect 58 or 59, the handle assembly comprises a power transmission configured to receive the head of the manual interface for simultaneous rotation in response to a force applied to the handle assembly by the user. End effector as described.
[Aspect 61]
The handle assembly includes:
a handle body that receives a force applied by the user;
The handle body and the power transmission device are configured to simultaneously rotate about the second axis in a third rotational direction, and the power transmission device is configured to rotate relative to the handle body in the third rotational direction. a ratchet mechanism interposed between the handle body and the power transmission device to stop rotation in a fourth opposite rotational direction;
61. The end effector of aspect 60, further comprising:
[Aspect 62]
the drive assembly further comprising a clutch mechanism interposed between the manual interface and the gear train;
The clutch mechanism is
a first mode in which rotational torque generated by the rotating equipment is transmitted by the gear train to rotate the tool about the second axis but not to rotate the head of the manual interface;
a second mode in which a force applied to the handle assembly simultaneously rotates the head and the power transmission to transmit torque through the gear train and rotate the tool about the second axis;
62. The end effector of aspect 60 or 61, wherein the end effector is operable between.
[Aspect 63]
63. The end effector of aspect 62, wherein the clutch mechanism moves from the first mode to the second mode in response to a force applied to the handle assembly by the user.
[Aspect 64]
64. The end effector of aspect 62 or 63, wherein the clutch mechanism further comprises a clutch biasing element arranged to move the clutch mechanism from the second mode toward the first mode.
[Aspect 65]
further comprising a differential assembly interposed between the rotary device, the connector, and the manual interface;
The differential assembly includes:
A rotational torque generated by the rotating equipment is transmitted by the differential assembly to the connector, causing the tool to rotate about the second axis, and to the head of the manual interface, and is transmitted to the head of the manual interface. a haptic mode that provides haptic torque feedback;
Rotational torque generated by the rotating equipment is transmitted by the differential assembly to the connector to rotate the tool about the second axis but not to transmit rotational torque to the head of the manual interface. a first abort mode;
Rotational torque applied to the head of the manual interface is transmitted by the differential assembly to the connector, causing the tool to rotate about the second axis, but not transmitting rotational torque to the rotating equipment. The second abort mode and
65. The end effector according to any one of aspects 60-64, wherein the end effector is operable between.
[Aspect 66]
The differential assembly includes:
an interface side gear arranged to be rotationally linked with the manual interface;
a connector-side gear arranged to rotate in conjunction with the connector;
a differential case arranged to be rotationally linked with the rotating device;
a pinion shaft operatively mounted to the differential case for simultaneous movement;
a pair of pinion gears each supported by the pinion shaft and arranged to mesh with the interface side gear and the connector side gear;
66. The end effector according to aspect 65, comprising:
[Aspect 67]
further comprising a differential housing operably attached to the drive assembly;
67. The end effector of aspect 66, wherein the differential housing defines a differential chamber shaped to accommodate at least a portion of the differential case of the differential assembly.
[Aspect 68]
the differential housing defines a differential axis;
when the differential assembly operates in the first discontinued mode, rotation of the differential case relative to the differential housing about the differential axis is possible;
68. The end effector of aspect 67, wherein rotation of the differential case relative to the differential housing about the differential axis is inhibited when the differential assembly operates in the second abort mode.
[Aspect 69]
69. The end effector of aspect 68, wherein rotation of the interface gear and the connector gear about the differential axis is possible when the differential assembly operates in the second abort mode.
[Aspect 70]
70. The end effector of aspect 69, wherein rotation of the connector side gear about the differential axis is possible when the differential assembly operates in the first abort mode.
[Aspect 71]
71. The end effector of aspect 69 or 70, wherein rotation of the interface gear about the differential axis is inhibited when the differential assembly operates in the first abort mode.
[Aspect 72]
the pinion shaft of the differential assembly defines a pinion axis;
72. The end effector of any one of aspects 68-71, wherein the pinion gears are each capable of rotating about the pinion axis.
[Aspect 73]
73. The end effector of aspect 72, wherein the pinion axis is substantially orthogonal to the differential axis.
[Aspect 74]
74. The end effector of any one of aspects 68-73, wherein the differential axis coincides with the second axis.
[Aspect 75]
The gear train of the drive assembly includes at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the rotating equipment and the connector, such that rotation of the rotating equipment is independent of rotation of the tool. 75. The end effector according to any one of aspects 27-74, which occurs at different speeds.
[Aspect 76]
76. The end effector of aspect 75, wherein the at least one reduction gear set comprises a planetary gear set.
[Aspect 77]
the gear train of the drive assembly is interposed in rotational communication between the rotating device and the connector to convert rotation about the first axis to rotation about the second axis; 28. The end effector of aspect 27, comprising at least one bevel gear set.
[Aspect 78]
78. The end effector of aspect 77, wherein the bevel gear set comprises a reduction gear set configured such that rotation of the rotating equipment occurs at a different speed than rotation of the tool.
[Aspect 79]
The gear train of the drive assembly further comprises at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the rotary equipment and the bevel gear set, such that rotation of the rotary equipment reduces rotation of the tool. 78. The end effector of aspect 77, wherein the end effector occurs at a different speed than the end effector.
[Aspect 80]
The gear train of the drive assembly further includes at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the bevel gear set and the connector, such that rotation of the rotating equipment is coupled to rotation of the tool. 78. The end effector according to aspect 77, wherein the ``s'' occur at different rates.
[Aspect 81]
81. The end effector of aspect 80, wherein the gear train of the drive assembly further comprises at least one auxiliary gear set interposed in rotational communication between the rotary instrument and the bevel gear set.
[Aspect 82]
82. The end effector of any one of aspects 27-81, further comprising a guide hole defined through the manual interface and the connector of the drive assembly to receive a guidewire.
[Aspect 83]
83. The end effector of any one of aspects 27-82, further comprising a coupler operably attached to the rotating equipment and configured to releasably secure the drive assembly to the rotating equipment.
[Aspect 84]
the drive assembly to facilitate selectively positioning the second axis relative to the rotating instrument along different trajectories selectively maintained by the surgical robot; 84. The end effector of aspect 83, configured to secure in multiple orientations with respect to the rotating equipment.
[Aspect 85]
The plurality of directions are
a reference orientation defined between the second axis of the drive assembly and a reference portion of the fixture;
a first orientation defined by rotation of the drive assembly relative to the rotating instrument about the first axis in a first direction of rotation;
a second orientation defined by rotation of the drive assembly relative to the rotating equipment about the first axis in a second rotational direction that is different from the first rotational direction;
85. The end effector of aspect 84, comprising:
[Aspect 86]
86. The end effector of aspect 84 or 85, further comprising an orientation sensor arrangement interposed between the rotating equipment and the drive assembly to determine the orientation of the drive assembly with respect to the rotating equipment.
[Aspect 87]
The orientation sensor arrangement body is
an orientation transmitter operably attached to the drive assembly;
an orientation detector operably attached to the rotating equipment to determine a position of the orientation emitter corresponding to the orientation of the drive assembly relative to the rotating equipment;
87. The end effector according to aspect 86, comprising:
[Aspect 88]
88. The end effector of any one of aspects 27-87, wherein the second axis intersects the first axis.
[Aspect 89]
89. The end effector of any one of aspects 27-88, wherein the second axis is substantially orthogonal to the first axis.
[Aspect 90]
An end effector for driving a tool at a surgical site along different trajectories selectively maintained by a surgical robot, the end effector comprising:
a fixture adapted to be attached to the surgical robot;
a rotating device comprising an actuator coupled to the fixture and configured to generate rotational torque about a first axis;
a gear train for converting rotation from the rotating equipment into rotation about a second axis different from the first axis, and releasably securing the tool for rotation about the second axis; a drive assembly comprising a connector configured to;
the drive assembly is operably attached to the rotating instrument for selectively positioning the second axis relative to the rotating instrument along different trajectories selectively maintained by the surgical robot; a coupler configured to releasably secure to the rotating device in a plurality of orientations;
An end effector equipped with
[Aspect 91]
The plurality of directions are
a reference orientation defined between the second axis of the drive assembly and a reference portion of the fixture;
a first orientation defined by rotation of the drive assembly relative to the rotating instrument about the first axis in a first direction of rotation;
a second orientation defined by rotation of the drive assembly relative to the rotating equipment about the first axis in a second rotational direction that is different from the first rotational direction;
91. The end effector of aspect 90, comprising:
[Aspect 92]
92. The end effector of aspect 90 or 91, further comprising an orientation sensor arrangement interposed between the rotating equipment and the drive assembly to determine the orientation of the drive assembly with respect to the rotating equipment.
[Aspect 93]
The orientation sensor arrangement body is
an orientation transmitter operably attached to the drive assembly;
an orientation detector operably attached to the rotating equipment to determine a position of the orientation emitter corresponding to the orientation of the drive assembly relative to the rotating equipment;
93. The end effector according to aspect 92, comprising:
[Aspect 94]
further comprising a manual interface in conjunction with the drive assembly;
94. Any one of aspects 90-93, wherein the manual interface is arranged to receive applied force from a user and convert it into a rotational torque for rotating the tool about the second axis. End effector described in.
[Aspect 95]
95. The end effector of aspect 94, further comprising a handle assembly for attachment to the manual interface, such that a force applied to the handle assembly rotates the tool about the second axis.
[Aspect 96]
96. The end effector of aspect 95, wherein the handle assembly is releasably attachable to the manual interface.
[Aspect 97]
the manual interface comprises a head arranged to rotate about the second axis;
According to aspect 95 or 96, the handle assembly comprises a power transmission configured to receive the head of the manual interface for simultaneous rotation in response to a force applied to the handle assembly by the user. End effector as described.
[Aspect 98]
The handle assembly includes:
a handle body that receives a force applied by the user;
The handle body and the power transmission device are configured to simultaneously rotate about the second axis in a third rotational direction, and the power transmission device is configured to rotate relative to the handle body in the third rotational direction. a ratchet mechanism interposed between the handle body and the power transmission device to stop rotation in a fourth opposite rotational direction;
98. The end effector of aspect 97, further comprising:
[Aspect 99]
the drive assembly further comprising a clutch mechanism interposed between the manual interface and the gear train;
The clutch mechanism is
a first mode in which rotational torque generated by the rotating equipment is transmitted by the gear train to rotate the tool about the second axis but not to rotate the head of the manual interface;
a second mode in which a force applied to the handle assembly simultaneously rotates the head and the power transmission to transmit torque through the gear train and rotate the tool about the second axis;
99. The end effector according to aspect 97 or 98, wherein the end effector is operable between.
[Aspect 100]
100. The end effector of aspect 99, wherein the clutch mechanism moves from the first mode to the second mode in response to a force applied to the handle assembly by the user.
[Aspect 101]
101. The end effector of aspect 99 or 100, wherein the clutch mechanism further comprises a clutch biasing element arranged to move the clutch mechanism from the second mode toward the first mode.
[Aspect 102]
further comprising a differential assembly interposed between the rotary device, the connector, and the manual interface;
The differential assembly includes:
A rotational torque generated by the rotating equipment is transmitted by the differential assembly to the connector, causing the tool to rotate about the second axis, and to the head of the manual interface, and is transmitted to the head of the manual interface. a haptic mode that provides haptic torque feedback;
Rotational torque generated by the rotating equipment is transmitted by the differential assembly to the connector to rotate the tool about the second axis but not to transmit rotational torque to the head of the manual interface. a first abort mode;
Rotational torque applied to the head of the manual interface is transmitted by the differential assembly to the connector, causing the tool to rotate about the second axis, but not transmitting rotational torque to the rotating equipment. The second abort mode and
102. The end effector according to any one of aspects 97-101, wherein the end effector is operable between.
[Aspect 103]
The differential assembly includes:
an interface side gear arranged to be rotationally linked with the manual interface;
a connector-side gear arranged to rotate in conjunction with the connector;
a differential case arranged to be rotationally linked with the rotating device;
a pinion shaft operatively mounted to the differential case for simultaneous movement;
a pair of pinion gears each supported by the pinion shaft and arranged to mesh with the interface side gear and the connector side gear;
103. The end effector of aspect 102, comprising:
[Aspect 104]
further comprising a differential housing operably attached to the drive assembly;
104. The end effector of aspect 103, wherein the differential housing defines a differential chamber shaped to accommodate at least a portion of the differential case of the differential assembly.
[Aspect 105]
the differential housing defines a differential axis;
when the differential assembly operates in the first discontinued mode, rotation of the differential case relative to the differential housing about the differential axis is possible;
105. The end effector of aspect 104, wherein rotation of the differential case relative to the differential housing about the differential axis is inhibited when the differential assembly operates in the second abort mode.
[Aspect 106]
106. The end effector of aspect 105, wherein rotation of the interface gear and the connector gear about the differential axis is possible when the differential assembly operates in the second abort mode.
[Aspect 107]
107. The end effector of aspect 106, wherein rotation of the connector side gear about the differential axis is possible when the differential assembly operates in the first abort mode.
[Aspect 108]
108. The end effector of aspect 106 or 107, wherein rotation of the interface gear about the differential axis is inhibited when the differential assembly operates in the first abort mode.
[Aspect 109]
the pinion shaft of the differential assembly defines a pinion axis;
109. The end effector of any one of aspects 105-108, wherein the pinion gears are each capable of rotating about the pinion axis.
[Aspect 110]
110. The end effector of aspect 109, wherein the pinion axis is substantially orthogonal to the differential axis.
[Aspect 111]
111. The end effector of any one of aspects 105-110, wherein the differential axis coincides with the second axis.
[Aspect 112]
112. The manual interface according to any one of aspects 94-111, wherein the manual interface comprises a head arranged to rotate about the second axis to receive a rotational force applied from the user. end effector.
[Aspect 113]
further comprising a protective cover operably attached to the drive assembly;
The protective cover is
a first protective position in which the second axis intersects at least a portion of the protective cover to limit access to the manual interface;
a second protective position in which the protective cover is spaced from the second shaft to facilitate access to the manual interface;
113. The end effector of aspect 112, wherein the end effector is arranged to move relative to the second axis between.
[Aspect 114]
the protective cover comprises a protector defining a protective pocket;
114. The end effector of aspect 113, wherein the protective pocket is shaped to accommodate at least a portion of the manual interface in the first protective position.
[Aspect 115]
Aspect 114, wherein the protector comprises a protection hinge operably attached to the drive assembly such that the protector pivots about a protection axis between the first protection position and the second protection position. End effector as described.
[Aspect 116]
116. The end effector of aspect 115, wherein the protection axis is disposed substantially orthogonal to the second axis.
[Aspect 117]
117. The end effector of aspect 115 or 116, wherein the protection axis is disposed substantially orthogonal to the first axis.
[Aspect 118]
118. The end effector of any one of aspects 94-117, further comprising a guide hole defined through the manual interface and the connector of the drive assembly to receive a guidewire.
[Aspect 119]
further comprising a control assembly;
The operating tool assembly includes:
a grip that supports the user's hand;
an input manipulator associated with the rotating device and arranged to, when engaged by a user, drive the rotating device and rotate the tool about the second axis;
a frame supporting the grip and the input manipulator for movement relative to the rotating device between a plurality of manipulator assembly positions;
The end effector according to any one of aspects 90 to 118, comprising:
[Aspect 120]
the manipulator assembly further comprises a retainer coupled to the frame;
one of the retainer and the rotary device includes a plunger that is selectively movable between a locked position and an unlocked position;
the other of the retainer and the rotating device includes a catch having a plurality of receiving portions;
120. The end effector of aspect 119, wherein each of the plurality of receptacles is shaped to receive the plunger in the locked position to define one of the manipulator assembly positions.
[Aspect 121]
the catch has a substantially annular shape,
121. The end effector of aspect 120, wherein the receptacles are radially spaced from each other about the catch.
[Aspect 122]
the retainer includes a release lever associated with the plunger;
122. The end effector of aspect 120 or 121, wherein the release lever is arranged to facilitate movement of the plunger between the locked position and the unlocked position when engaged by the user. .
[Aspect 123]
123. The end effector of any one of aspects 120-122, wherein the frame supports the manipulator assembly for rotation relative to the rotating instrument between the plurality of manipulator assembly positions.
[Aspect 124]
The rotating device includes a journal,
The manipulator assembly includes a bearing surface operably attached to the frame, the bearing surface being arranged to engage the journal, thereby causing the manipulator assembly to rotate about the manipulating axis. 124. The end effector of aspect 123, wherein the end effector is selectively movable with respect to the rotating instrument between the plurality of manipulator assembly positions.
[Aspect 125]
125. The end effector of aspect 124, wherein the operational axis coincides with the first axis.
[Aspect 126]
The frame of the manipulator assembly includes:
a first frame body coupled to the retainer for simultaneous movement between the plurality of manipulator assembly positions;
a second frame body supporting the grip and the input operating tool so as to move between a plurality of grip positions relative to the first frame body;
The end effector according to any one of aspects 123 to 125, comprising:
[Aspect 127]
The plurality of grip positions are
At least a portion of the second frame body restricts access to the manual interface, and the input manipulator, when engaged by the user, drives the rotary instrument to move the tool to the second frame body. a first grip position arranged for rotation about an axis;
the second frame body is in a spaced relationship with respect to the manual interface to facilitate receiving applied forces from the user to rotate the tool about the second axis; a second grip position to be placed;
127. The end effector of aspect 126, comprising:
[Aspect 128]
Aspects 126 or 127, wherein the second frame body is arranged to move simultaneously with the first frame body between the plurality of manipulator assembly positions without relying on movement between the plurality of grip positions. End effector described in.
[Aspect 129]
further comprising a manual interface in conjunction with the drive assembly;
the manual interface is arranged to receive applied force from a user and convert it into a rotational torque for rotating the tool about the second axis;
The plurality of manipulator assembly positions are
a first manipulator assembly position positioned to drive the rotary instrument to rotate the tool about the second axis when the manipulator assembly is engaged by the user;
a second manipulator assembly position in which the manual interface is positioned to receive an applied force from the user to rotate the tool about the second axis;
129. The end effector of any one of aspects 119-128, comprising:
[Aspect 130]
further comprising an assembly sensor arrangement interposed between the rotating instrument and the operating tool assembly to determine a position of the operating tool assembly relative to the rotating instrument between the first and second operating tool assembly positions. The end effector according to aspect 129.
[Aspect 131]
131. The end effector of aspect 129 or 130, wherein the second axis intersects at least a portion of the manipulator assembly at the first manipulator assembly position.
[Aspect 132]
Aspects 129-131, wherein the grip of the manipulator assembly is substantially parallel to the second axis when the manipulator assembly is in one of the first and second manipulator assembly positions. The end effector according to any one of the above.
[Aspect 133]
133. The grip of the manipulator assembly is substantially orthogonal to the second axis when the manipulator assembly is in one of the first and second manipulator assembly positions. The end effector according to any one of the items.
[Aspect 134]
Aspect 133, wherein the grip of the manipulator assembly is substantially parallel to the second axis when the manipulator assembly is in the other of the first and second manipulator assembly positions. end effector.
[Aspect 135]
The end effector of any one of aspects 129-134, wherein at least a portion of the handle assembly restricts access to the manual interface when the handle assembly is in the first handle assembly position. .
[Aspect 136]
Any of aspects 129-135, wherein movement from the first manipulator assembly position to the second manipulator assembly position facilitates access of the manual interface to receive an applied force from the user. The end effector according to item 1.
[Aspect 137]
the input manipulator of the manipulator assembly is arranged to move relative to the grip between a first input position and a second input position to control rotational torque generated by the rotating device; 137. The end effector according to any one of aspects 119 to 136.
[Aspect 138]
The operating tool assembly further includes an operating transmitter that cooperates with the input operating tool,
138. The end effector of aspect 137, wherein the rotary device further comprises a manipulation detector that determines a position of the manipulation emitter corresponding to movement of the input manipulator between the first and second input positions.
[Aspect 139]
interposed between the input operating tool and the operating transmitter to convert movement of the input operating tool between the first and second input positions into a corresponding movement of the operating transmitter. 139. The end effector of aspect 138, further comprising a linkage.
[Aspect 140]
The link mechanism includes a fork-shaped body that cooperates with the operating transmitter,
the fork feature is arranged to rotate about the first axis as the manipulator assembly moves between the plurality of manipulator assembly positions;
140. The end effector of aspect 139, wherein the fork feature is further arranged to translate along the first axis as the input manipulator moves between the first and second input positions.
[Aspect 141]
the fork-shaped body defining an inner sliding contact surface and a pair of inner blocking surfaces;
further comprising a carrier that supports the operation transmitter,
the carrier defines an outer sliding contact surface and a pair of outer blocking surfaces;
The outer sliding contact surface engages the inner sliding contact surface of the fork-shaped body to enable rotation of the fork-shaped body about the first axis without moving the carrier. west,
the pair of outer blocking surfaces each engage the pair of inner blocking surfaces of the fork-shaped body to facilitate simultaneous translation of the fork-shaped body and the carrier along the first axis; 141. The end effector according to aspect 140.
[Aspect 142]
the rotating device defines a slot located adjacent to the manipulation detector;
the carrier is in the slot for translation in response to a corresponding translation of the fork-shaped body along the first axis caused by movement of the input manipulator between the first and second input positions; 144. The end effector of aspect 143, further comprising a boss supported along.
[Aspect 143]
The gear train of the drive assembly includes at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the rotating equipment and the connector, such that rotation of the rotating equipment is independent of rotation of the tool. 143. The end effector of any one of aspects 90-142, which occurs at different speeds.
[Aspect 144]
144. The end effector of aspect 143, wherein the at least one reduction gear set comprises a planetary gear set.
[Aspect 145]
the gear train of the drive assembly is interposed in rotational communication between the rotating device and the connector to convert rotation about the first axis to rotation about the second axis; 91. The end effector of aspect 90, comprising at least one bevel gear set.
[Aspect 146]
146. The end effector of aspect 145, wherein the bevel gear set comprises a reduction gear set configured such that rotation of the rotating equipment occurs at a different speed than rotation of the tool.
[Aspect 147]
The gear train of the drive assembly further comprises at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the rotary equipment and the bevel gear set, such that rotation of the rotary equipment reduces rotation of the tool. 146. The end effector of aspect 145, wherein the end effector occurs at a different rate than the end effector.
[Aspect 148]
The gear train of the drive assembly further includes at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the bevel gear set and the connector, such that rotation of the rotating equipment is coupled to rotation of the tool. 146. The end effector according to aspect 145, wherein the ``s'' occur at different rates.
[Aspect 149]
149. The end effector of aspect 148, wherein the gear train of the drive assembly further comprises at least one auxiliary gear set interposed in rotational communication between the rotary instrument and the bevel gear set.
[Aspect 150]
150. The end effector of any one of aspects 90-149, wherein the second axis intersects the first axis.
[Aspect 151]
151. The end effector of any one of aspects 90-150, wherein the second axis is substantially orthogonal to the first axis.
[Aspect 152]
An end effector for guiding a tool toward a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the tool comprising a first tool and a second tool different from the first tool. In the end effector, including,
a fixture adapted to be attached to the surgical robot;
a rotating device comprising an actuator coupled to the fixture and configured to generate rotational torque about a first axis;
a gear train for converting rotation about the first axis from the rotary device into rotation about a second axis; a gear train in rotational communication with the gear train to rotate the second axis at a first drive ratio; a first rotational stop arranged to releasably secure the first tool for simultaneous rotation therearound; a second rotational lock arranged to releasably secure the second tool for simultaneous rotation about the second axis at a drive ratio of and maintained by the surgical robot. a drive assembly comprising an axial stop releasably securing one of the first tool and the second tool for simultaneous translation along the trajectory;
Equipped with
The axial locking device is
a release configuration allowing relative movement between the drive assembly and the fixed tool along the second axis;
a locking configuration in which relative movement between the drive assembly and the fixed tool along the second axis is restricted;
An end effector that can operate between.
[Aspect 153]
An end effector for driving a tool at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the tool comprising a first tool and a second tool different from the first tool. In the end effector,
a fixture adapted to be attached to the surgical robot;
a rotating device comprising an actuator coupled to the fixture and configured to generate rotational torque about a first axis;
a gear train for converting rotation from the rotating equipment into rotation about a second axis different from the first axis; a gear train for rotating the first tool and the second tool for rotation about the second axis; a drive assembly comprising a connector configured to releasably secure one of the tools of the invention and a transmission interposed for rotational communication between the rotating device and the connector;
Equipped with
the transmission device includes a first gear set, a second gear set, and a conversion collar;
The conversion color is
a first collar position in which the conversion collar engages the first gear set to convert rotation between the rotating device and the connector at a first drive ratio;
a second collar position in which the conversion collar engages the second gear set to convert rotation between the rotating equipment and the connector at a second drive ratio that is different than the first drive ratio; and
An end effector that is arranged to move between.
[Aspect 154]
the transmission further comprising a transmission linkage operably attached to the translation collar for simultaneous movement between the first collar position and the second collar position;
The transmission linkage engages at least a portion of the second tool to move the conversion collar to the second collar position when the second tool is secured to the connector of the drive assembly. 154. The end effector of aspect 153, defining a switch disposed in such a manner.
[Aspect 155]
155. The end effector of aspect 154, wherein the transmission further comprises a linkage biasing element arranged to move the conversion collar toward the first collar position.
[Aspect 156]
156. The end effector of aspect 155, wherein the switch is arranged to move the conversion collar to the first collar position when the first tool is secured to the connector of the drive assembly.
[Aspect 157]
A method of forming a pilot hole in a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the method comprising:
attaching an end effector to the surgical robot that supports an actuator, a drive assembly, a manual interface, and a manipulator assembly;
attaching a rotary cutting tool to the drive assembly along a second axis;
aligning the second axis with the trajectory to position the rotary cutting tool at the surgical site;
engaging the manipulator assembly to generate a rotational torque about a first axis by the actuator and converting the torque about the first axis from the actuator by the drive assembly to generate the rotational torque. rotating a cutting tool about the second axis;
advancing the rotary cutting tool along the trajectory at the surgical site to a first depth;
ceasing rotation about the first axis;
positioning the manipulator assembly to present the manual interface;
applying a force to the manual interface to rotate the rotary cutting tool about the second axis;
advancing the rotary cutting tool along the trajectory at the surgical site to a second depth that is greater than the first depth;
method including.
[Aspect 158]
A method of placing a fixture at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the method comprising:
attaching an end effector to the surgical robot that supports an actuator, a drive assembly, a manual interface, and a manipulator assembly;
attaching a tool to the drive assembly along a second axis;
attaching the fixture to the tool;
aligning the second axis with the trajectory to position the fixture adjacent the surgical site;
engaging the handle assembly to generate a rotational torque about a first axis by the actuator and converting the torque about the first axis from the actuator by the drive assembly to drive the tool; and rotating the fixture about the second axis;
advancing the tool and the fixture along the trajectory at the surgical site to a first depth;
ceasing rotation about the first axis;
positioning the manipulator assembly to present the manual interface;
applying a force to the manual interface to rotate the tool and the fixture about the second axis;
advancing the fixture along the trajectory at the surgical site to a second depth that is greater than the first depth;
method including.
[Aspect 159]
A method of placing first and second fixtures at a surgical site along respective first and second trajectories maintained by a surgical robot, the method comprising:
attaching an end effector to the surgical robot that supports an actuator, a drive assembly, a manual interface, and a manipulator assembly;
attaching a tool to the drive assembly along a second axis;
attaching the first fixture to the tool;
aligning the second axis with the first trajectory to position the first fixture adjacent the surgical site;
engaging the handle assembly to generate a rotational torque about a first axis by the actuator and converting the torque about the first axis from the actuator by the drive assembly to drive the tool; and rotating the first fixture about the second axis;
advancing the tool and the first fixture along the first trajectory at the surgical site to a first depth;
ceasing rotation about the first axis;
positioning the manipulator assembly to present the manual interface;
applying a force to the manual interface to rotate the tool and the first fixture about the second axis;
advancing the tool and the first fixture along the first trajectory at the surgical site to a second depth that is greater than the first depth;
releasing the first fixture from the tool;
attaching the second fixture to the tool;
aligning the second axis with the second trajectory to position the second fixture adjacent the surgical site;
engaging the manipulator assembly to generate rotational torque about the first axis by the actuator;
converting torque about the first axis from the actuator by the drive assembly to rotate the tool and the second fixture about the second axis;
advancing the tool and the second fixture along the second trajectory at the surgical site to a third depth;
ceasing rotation about the first axis;
positioning the manipulator assembly to present the manual interface;
applying a force to the manual interface to rotate the tool and the second fixture about the second axis;
advancing the tool and the second fixture along the second trajectory at the surgical site to a fourth depth that is greater than the third depth;
method including.

Claims (15)

手術用ロボットによって維持される軌道に沿って手術部位にてツールを駆動するエンドエフェクタであって、前記ツールが、インターフェース端および作業端を有する、エンドエフェクタにおいて、
前記手術用ロボットに取り付けられるように適合された取付具と、
前記取付具に結合され、かつ第1の軸の周りに回転トルクを生成するように構成されたアクチュエータと、
駆動アセンブリと
を備え、
前記駆動アセンブリが、
前記アクチュエータからの前記第1の軸の周りの回転を第2の軸の周りの回転に変換するギアトレインと、
前記第2の軸の周りを回転するように支持された駆動導管と、
前記ツールを解放可能に固定するように前記駆動導管に取り付けられて、固定した前記ツールとともに前記第2の軸の周りを回転する第1の回転係止具と、
前記手術用ロボットによって維持される前記軌道に沿って前記駆動導管と同時に並進するように前記ツールを解放可能に固定する軸方向係止具と、
を備え、
前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転連係するように介在する伝動装置を備え、
前記伝動装置が、第1のギアセット、第2のギアセット、および変換カラーを備え、
前記変換カラーが、
前記変換カラーが前記第1のギアセットに係合して、第1の駆動比で前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転を変換する第1のカラー位置と、
前記変換カラーが前記第2のギアセットに係合して、前記第1の駆動比とは異なる第2の駆動比で前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転を変換する第2のカラー位置と、
の間を動くように配置され、
前記軸方向係止具が、
前記第2の軸に沿った前記駆動アセンブリと前記ツールとの間の相対運動が可能である解放形態と、
前記第2の軸に沿った前記駆動アセンブリと前記ツールとの間の相対運動が制限されるロック形態と、
の間で移動又は変形することで動作可能になっている、エンドエフェクタ。
An end effector for driving a tool at a surgical site along a trajectory maintained by a surgical robot, the tool having an interface end and a working end, the end effector comprising:
a fixture adapted to be attached to the surgical robot;
an actuator coupled to the fixture and configured to generate rotational torque about a first axis;
comprising a drive assembly and
The drive assembly includes:
a gear train that converts rotation about the first axis from the actuator into rotation about a second axis;
a drive conduit supported for rotation about the second axis;
a first rotational stop attached to the drive conduit to releasably secure the tool and rotate about the second axis with the secured tool;
an axial stop releasably securing the tool for simultaneous translation with the drive conduit along the trajectory maintained by the surgical robot;
Equipped with
the gear train of the drive assembly includes a transmission interposed in rotational communication between the actuator and the drive conduit;
the transmission device includes a first gear set, a second gear set, and a conversion collar;
The conversion color is
a first collar position in which the conversion collar engages the first gear set to convert rotation between the actuator and the drive conduit at a first drive ratio;
a second collar position where the conversion collar engages the second gear set to convert rotation between the actuator and the drive conduit at a second drive ratio different from the first drive ratio; and,
arranged to move between
The axial locking device is
a release configuration allowing relative movement between the drive assembly and the tool along the second axis;
a locking configuration that limits relative movement between the drive assembly and the tool along the second axis;
An end effector that can be operated by moving or deforming between.
前記駆動アセンブリの前記駆動導管が、前記第2の軸に沿って前記ツールの前記作業端を受け取るように成形された駆動孔を画定する、請求項1に記載のエンドエフェクタ。 The end effector of claim 1, wherein the drive conduit of the drive assembly defines a drive hole shaped to receive the working end of the tool along the second axis. 前記駆動アセンブリが、近位入口および反対の遠位出口を画定し、そして、前記駆動導管が、前記近位入口と前記遠位出口との間と連係するように介在して、前記軸方向係止具が前記解放形態にあるときに、前記ツールの前記作業端が、前記第2の軸に沿って前記近位入口内へ挿入され、かつ前記駆動孔を通って前記遠位出口から前記手術部位の方へ前進することが可能になる、請求項2に記載のエンドエフェクタ。 The drive assembly defines a proximal inlet and an opposing distal outlet, and the drive conduit is interposed in communication between the proximal inlet and the distal outlet to maintain the axial engagement. When the stop is in the released configuration, the working end of the tool is inserted into the proximal inlet along the second axis and through the drive hole and out of the distal outlet into the surgical 3. The end effector of claim 2, wherein the end effector is capable of advancing toward the site. 前記駆動導管の前記駆動孔の少なくとも一部分が、前記第1の回転係止具を画定する、請求項2または3に記載のエンドエフェクタ。 4. The end effector of claim 2 or 3, wherein at least a portion of the drive hole of the drive conduit defines the first rotational stop. 前記駆動アセンブリの前記第1の回転係止具が、前記軸方向係止具が前記ロック形態にあるとき、前記インターフェース端と前記作業端との間の前記ツールの少なくとも一部分に係合するように成形され、これによって、前記ツールの前記インターフェース端が、前記駆動孔の近位に配置され、前記ツールの前記作業端が、前記駆動孔の遠位に配置される、請求項4に記載のエンドエフェクタ。 the first rotational stop of the drive assembly is configured to engage at least a portion of the tool between the interface end and the working end when the axial stop is in the locked configuration; 5. The end of claim 4, wherein the end of the tool is shaped such that the interface end of the tool is disposed proximal to the drive bore and the working end of the tool is disposed distal to the drive bore. effector. 前記第1の軸が、前記第2の軸とは異なる、請求項1~5のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。 The end effector according to any one of claims 1 to 5, wherein the first axis is different from the second axis. 前記第1の軸が、前記第2の軸に直交する、請求項1~6のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。 The end effector according to any one of claims 1 to 6, wherein the first axis is orthogonal to the second axis. 前記第1の軸が、前記第2の軸に一致する、請求項1~5のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。 The end effector according to any one of claims 1 to 5, wherein the first axis coincides with the second axis. 前記駆動アセンブリの前記ギアトレインが、前記アクチュエータと前記駆動導管との間で回転連係するように介在する少なくとも1つの減速ギアセットを備え、これによって、前記アクチュエータの前記第1の軸の周りの回転が、前記第1の回転係止具の前記第2の軸の周りの回転とは異なる速度で生じる、請求項1~8のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。 The gear train of the drive assembly includes at least one reduction gear set interposed in rotational communication between the actuator and the drive conduit, thereby reducing rotation of the actuator about the first axis. An end effector according to any preceding claim, wherein rotation of the first rotational stop about the second axis occurs at a different speed. 前記駆動アセンブリが、前記第1の回転係止具とは異なる第2の回転係止具をさらに備え、前記第2の回転係止具が、第2のツールを解放可能に固定するように、前記第2の軸の周りを回転するように支持されたキャリアシャフトに取り付けられて、固定した前記第2のツールとともに前記第2の軸の周りを回転し、前記第2の回転係止具が、前記ギアトレインと回転連係するように配置され、これによって、前記第2の回転係止具の前記第2の軸の周りの回転が、前記第1の回転係止具の前記第2の軸の周りの回転とは異なる速度で生じるように構成されている、請求項9に記載のエンドエフェクタ。 the drive assembly further comprising a second rotational stop different from the first rotational stop, the second rotational stop releasably securing a second tool; the second rotational lock is mounted on a carrier shaft supported for rotation about the second axis and rotates about the second axis with the fixed second tool; , arranged in rotational communication with the gear train, such that rotation of the second rotational lock about the second axis causes rotation of the second rotational lock to rotate around the second axis of the first rotational lock. 10. The end effector of claim 9, wherein the end effector is configured to occur at a different speed than the rotation about the end effector. 前記第2の回転係止具における前記第2の軸の周りの回転が、前記アクチュエータにおける前記第1の軸の周りの回転に対して、1:1の比で生じる、請求項10に記載のエンドエフェクタ。 11. The rotation of the second rotational stop about the second axis occurs in a 1:1 ratio to the rotation of the actuator about the first axis. end effector. 前記伝動装置が、前記第1のカラー位置と前記第2のカラー位置との間を同時に動くように、前記変換カラーに動作可能に取り付けられた伝動リンク機構をさらに備え、
前記伝動リンク機構が、前記軸方向係止具が前記ロック形態にあるときに、前記ツールの少なくとも一部分に係合して、前記変換カラーを前記第2のカラー位置へ動かすように配置された切換器を画定し、
前記伝動装置が、前記軸方向係止具が前記ロック形態から前記解放形態へ動いたときに、前記変換カラーを前記第1のカラー位置の方へ動かすように配置されたリンク機構付勢要素をさらに備える、請求項1~11のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
the transmission further comprising a transmission linkage operably attached to the translation collar for simultaneous movement between the first collar position and the second collar position;
a switch, wherein the transmission linkage is arranged to engage at least a portion of the tool to move the conversion collar to the second collar position when the axial lock is in the locked configuration; Define the vessel;
The transmission device includes a linkage biasing element arranged to move the conversion collar toward the first collar position when the axial lock moves from the locked configuration to the released configuration. The end effector according to any one of claims 1 to 11, further comprising:
前記軸方向係止具が、スライダ要素を備え、
前記スライダ要素が、
前記解放形態をとるときの前記スライダ要素の位置である第1のスライダ要素位置と、
前記ロック形態をとるときの前記スライダ要素の位置である第2のスライダ要素位置と、
の間で前記第2の軸に対して動くように配置され、
前記スライダ要素が、前記第1のスライダ要素位置より前記第2のスライダ要素位置で前記第2の軸の近くに配置される、請求項1~12のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
the axial stop comprises a slider element;
The slider element is
a first slider element position that is the position of the slider element when taking the released configuration;
a second slider element position that is the position of the slider element when taking the locking configuration;
arranged to move relative to the second axis between
An end effector according to any preceding claim, wherein the slider element is located closer to the second axis at the second slider element position than at the first slider element position.
前記軸方向係止具が、コレット機構を備え、
前記コレット機構が、
前記第2の軸に沿って前記ツールを受け取るように配置されたコレットと、
前記コレットに結合されたコレットテンショナと、
を備え、
前記コレットテンショナが、
前記ツールと前記コレットとの間の相対運動が可能である前記解放形態をとるときの前記コレットテンショナの位置である第1のテンショナ位置と、
前記ツールと前記コレットとの間の相対運動が制限される前記ロック形態をとるときの前記コレットテンショナの位置である第2のテンショナ位置と、
の間を動くように配置され、
前記コレットテンショナが前記第1のテンショナ位置から前記第2のテンショナ位置へ動くことで、前記コレットの少なくとも一部分が前記第2の軸の方へ径方向内方に動く、請求項1~13のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
the axial locking device includes a collet mechanism;
The collet mechanism is
a collet positioned to receive the tool along the second axis;
a collet tensioner coupled to the collet;
Equipped with
The collet tensioner is
a first tensioner position, which is the position of the collet tensioner when assuming the release configuration, in which relative movement between the tool and the collet is possible;
a second tensioner position that is a position of the collet tensioner when assuming the locking configuration in which relative movement between the tool and the collet is restricted;
arranged to move between
14. Movement of the collet tensioner from the first tensioner position to the second tensioner position causes at least a portion of the collet to move radially inwardly toward the second axis. The end effector according to item 1.
前記取付具に移動可能に取り付けられて、前記手術部位の方へ光を放出するように構成された光源をさらに備え、
前記光源が、前記第2の軸と位置合わせされた光路に沿って光を放出するようにさらに構成される、請求項1~14のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
further comprising a light source movably attached to the fixture and configured to emit light toward the surgical site;
An end effector according to any preceding claim, wherein the light source is further configured to emit light along an optical path aligned with the second axis.
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